Устройство управления накопителями на магнитных дисках

 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам управления накопителями на магнитных дисках, составляющими устройство внешней памяти ЭВМ. Цель изобретения - повышение быстродействия в режиме прямого доступа к памяти. Поставленная цель достигается тем, что устройство управления накопителями на магнитных дисках содержит блок 1 связи, блок 2 прямого доступа к памяти, блок 3 прерываний, блок 4 регистров, регистр 5 данных, преобразователь 6 последовательного кода в параллельный, блок 7 обработки данных, блок 8 формирования адреса, блок 9 постоянной памяти, регистр 10 микрокоманд, блок 11 дешифрации, блок 12 приемопередатчиков, блок 13 буферной памяти, регистр 14 и блок 15 пакетной обработки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (!!) (s!) 4 G 06 F 3 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1 ) 4429770/24-24 (22) 23.05.88 (46) 30.12.89. Бюл. !(48 (72) А.В.Анисимов и В.Д.(цатских (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1280644, кл. С 06 F 13/14, 1985;

Авторское свидетельство СССР

Р 1410046, кл. G 06 F !3/14, 1986. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ НАКОПИТЕ-

ЛЯМИ НА МАГНИТНЫХ ДИСКАХ (57). Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам управления накопителями на магнитных дисках, составляющими устройство внешней памяти ЭВМ. Цель изобИзобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам управления накопителями на магнитных дисках, составляющими устройство внешней памяти ЭВМ.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — схема блока пакетной обработки.

Устройство содержит блок 1 связи, блок 2 прямого доступа, блок 3 прерывания, блок 4 регистров, регистр 5 данных, преобразователь 6 последовательного кода в параллельный, блок 7 обработки данных, блок 8 формирования адреса, блок 9 памяти, регистр 10 микрокоманд, блок 11 дешифрации, блок

12 приемопередатчиков, блок 13 буферной памяти, регистр 14 и блок 15 пакетной обработки.

2 ретения — повышение быстродействия в режиме прямого доступа к памяти. Поставленная цель достигается тем, что устройство управления накопителями на магнитных дисках содержит блок 1 связи, блок 2 прямого доступа к памяти, блок 3 прерываний, блок 4 регист-i ров, регистр 5 данных, преобразователь 6 последовательного кода в параллельный, блок 7 обработки данных, блок 8 формирования адреса, блок 9 постоянной памяти, регистр 10 микрокоманд, блок 11 дешифрации, блок 12 приемопередатчиков, блок 13 буферной ,памяти, регистр 14 и блок 15 пакетной обработки. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Блок пакетной обработки содержит счетчик 16 адреса, регистр 17 адреса, узел 18 двунаправленной передачи данных, с первого по четвертый узлы

19-22 памяти.

Устройство управления накопителями на магнитных дисках работает следующим образом.

Программа ЭВМ при обращении к накопителю на магнитных дисках (НМД) анализирует состояние блока 4 регистров и регистра состояния диска (РСД), входящего в состав блока 11, после чего загружает в регистр управления и состояния (РУС) код команды, который соответствует одной из восьми функций управления НМД: сброс, запись, чтение, проверка записи, проверка чтения, позиционирование, восстанов-, ление, защита записи. Принятый код

1532956 п о сигналу "старт РУС" определяет через блок 8 формирования адреса переход микропрограммы устройства, записанной в блоке 9 памяти, на начальный адрес подпрограммы, соответствующей заданной функции НМД. С этого момента и в дальнейшем управление блоком постоянной памяти осуществляется от блока 8 формирования адреса„ 10 при этом микропрограмма устройства налиэирует состояние НЩ, в астности, номер сектора на до1 ожке диска (сигналы "Сек", "Сек 1", Сек 2", "Сек 3"), момент сравнения ,екущего сектора с заданным в регисте адреса диска РАД, состояние авершения поиска дорожки (" Поиск

АК"), готовность Щ1Д ("Устр гот"), екторный импульс (" Сектор" ), состоя- 0

Ji ие неправильного поиска ("Ош поиск"), > еисправность в накопителе ("Неисравность"), состояние защиты записи

I,""ñ3ç") .

Логические значения отдельных раэ- 25 ядов регистров вычисляет блок 7 обаботки данных путем сравнения внутенних регистров с константой, постуающей по микроканалу МК АД (00-15) з регистра микрокоманд 10. Результат равнения, т.е. состояние того или ного разряда регистра, блок 7 выда т в виде флага по шине F=0 на вход ультиплексора тест-условий,входяще го в состав блока 8. На остальные входы этого мультиплексора поступают

35 следующие сигналы: "Запрос ПДП" флаг, устанавливаемый микропрограммно и сбрасываемый по концу цикла прямого доступа к памяти "Разр.ПДП"флаг,. устанавливаемый микропрограммно и сбрасываемый по окончании передачи данных; флаг чтения (ФЧТ") и флаг записи ("ФЗП"), характеризующие готовность преобразователя данных к

45 приему или считыванию следующего (очередного)слова данных "Старт РУС"@паг, указывающий на поступление от

ЭВИ следующей команды: "Вектор"— флаг, устанавливаемый по разрешению прерывания от устройства. Выбор сиг50 нала для тестирования определяется микропрограммно по разрядам "Выбор тест-усл" от регистра микрокоманд.

Выход мультиплексора тест-условий определяет либо адрес следующей микрокоманды по внутреннему счетчику,либо адрес ветвления, поступающий на вход блока 8 из регистра микрокоманд 10. Таким образом, адрес очеред- ной микрокоманды выбирается либо безусловно, либо на основании результата тестирования одного из ряда указанных выше условий, Состояние остальных разрядов регистра микрокоманд, соответствующих выбранному адресу, в свою очередь, определяет ряд служебных сигналов управления, а также операцию

НИД, которая заносится в блок 11 по сигналу "Упр Ф-Д", а затем передается в интерфейс НМД посредством блока 12 приемопередатчиков.

Обмен дайными по магистрали ЭВИ осуществляется параллельными 16-разрядными словами посредством регистра данных 5. Вместе с тем обмен данными по интерфейсу накопителя происходит последовательным кодом. Поэтому для сопряжения типа данных между ЭВИ и

НМД служит преобразователь 6 последовательного кода в параллельный который преобразует данные при записи на диск иэ параллельного кода в последовательный, а при считывании с диси ка- из последовательного кода (СчитД") в параллельный. Обмен данными по магистрали ЭВИ ведется в режиме прямого доступа к памяти (ПДП). Управление циклами ПДП осуществляется от блока 2 прямогодоступа к памяти.

Для сопряжения ЭВИ и НИД по быстродействию и для исключения потерь данных, связанных с различием в быстродействии, служат блок 13 буферной памяти с регистром.

Буферизация данных осуществляется следующим образом.

Пространство буферной памяти условно разбито на две страницы, управление которыми осуществляется таким образом, что в то время как запись данных ведется в первую страницу, считывание данных ведется из второй предварительно заполненной страницы. Далее по мере заполнения и опустошения страниц памяти они поочередно "переворачиваются", т.е. номера страниц на запись и считывание меняются местами.

Управление страницами записи-считывания блока буферной памяти осуществляется от регистров записи-чтения 14. Сигналы "Упр зп буф", "Упр чт буф" вырабатываются после отсчета 256 адресов ячеек памяти. Выбор страниц записи или считывания опре1. Устройство управления накопителями на магнитных дисках, содержащее блок 1 связи, блок 2 прямого доступа, блок 3 прерывания, блок 4 регистров, регистр 5 данных, преобразователь 6 последовательного кода в параллельный, блок 7 обработки данных, блок 8 формирования адреса, блок 9 постоянной памяти, регистр 10 микрокоманд, блок 11 дешифрации, блок 12 приемопередатчиков, блок 13 буферной памяти и регистр 14,причем информационные входы группы устройства подключены соответственно к информационным входам-выходам первой группы блока связи, управляющий вход и первый выход которого подключены к входу-выходу выборки устройства, вход разрешения захвата магистрали которого подключен к первому управляющему входу блока прямого. доступа, выходы первой группы которого подключены соответственно к выходам группы разрешения захвата магистрали устройства, входы разрешения прерывания которого подключены соответственно к управляю щим входам группы блока прерывания, выходы группы которого подключены соответственно к выходам запроса прерывания устройства, выходы группы которого подключены соответственно к выходам первой группы выходов блока приемопередатчиков, информационные входы группы которого подключены соответственно к информационным входам группы устройства, выходы первой группы, выходы второй группы и информационные входы группы блока связи подключены соответственно

I к информационным входам блока регистров, соответственно к информационным входам группы регистра данных и соответственно к выходам второй

5 15329 деляется из алгоритма микропрограм= мы посредством мультиплексора чт-зп по сигналу "Упр стр чт-эп". Сигнал ."Разр буф" разрешает работу узлов памяти, при этом наличие или отсутствие сигнала "Зп буф" определяет режим соответственно записи или считывания буферной памяти.

При вводе пакетов команд в память блока пакетной обработки в устройство управления загружается последовательность пакетов данных, каждый иэ которых соответствует определенной команде ЭВМ (" Запись, "Чтение" и др.), 15

Начальный адрес загрузки каждого пакета определяется микропрограммой и по шинам MK АД (00-15) заносится параллельно в счетчик 16 адреса и счетчик-регистр 17 адреса по сигна- 10 лу Зп адр пп". Данные загружаются в узлы 19,20,21,22 по сигналам "Зп пп" и "Разр пп". Узел 18 двунаправлен,ной передачи данных работает при этом "на прием", т.е. по соответству- 25 ющему уровню управляющего сигнала

"Упр кан" он транслирует данные в направлении из шины АД (00-15) в шину ИК АД (00-15) и затем на входы. узлов 19-22 памяти. Далее в соответствии с блочным режимом ПДП содержимое счетчика 16 адреса наращивается при каждой загрузке слова данных по сигналу "Дчт пдп" от блока 2 прямого доступа к памяти.

При выводе ответных пакетов из памяти блока пакетной обработки последовательность пакетов данных сформированных в блоке пакетной обработки пакетов данных выводится в память ЭВМ.

Ф

Начальная адресация выгрузки пакетов определяется, как и при вводе паке- . тов. Данные выводятся из памяти при установленном сигнале "Разр пп" и неактивном "Зп пп". Теперь узел 18

45 двунаправленной передачи данных работает "на передачу", т.е. выводит данные из узлов 19-22 памяти в направлении от ИК АД (00-15) в АД (00-15) и далее через блок 1 связи с ЭВМ s память машины. При.этом в блочном режиме ПДП содержимое счетчика 31 наращивается после каждого вывода слова пакета по сигналу "Деп пдп".

Счетчик 16 адреса и регистр 17 адреса позволяет осуществить адресацию к пакетной памяти объемом 4К

16-разрядных слон. Это позволяет держать в памяти одновременно достаточ56 6 но большое количество командных и ответных пакетов, причем доступ адресных счетчиков к микроканалу ИК

АД(00-15) позволяет переупорядочить выполнение последовательности команд в зависимости от физического положения в текущий момент времени магнитных головок на диске накопителя, при этом очередной в цепочке команд выполняется та команда, которая соответствует наиболее близкому положению блока магнитных головок до адресуемой дорожки магнитного диска.

Формула изобретения

1532956 группы блока прямого доступа, первый управляющий вход которого подключен к выходу блока связи, информационные входы-выходы второй

Группы которого подключены соответственно к информационным входамвыходам первой группы блока реГистров и к информационным входамыходам первой группы блока дешифраии, выходы первой группы котороо подключены соответственно к правляющим входам группы блока реистров, первой и второй выходы оторого подключены соответственно первому и второму информационным I ходам блока прерывания, выход кото рого подключен к управляющему входу лока обработки данных, информационные входы- выходы группы которого подключены соответственно к информационным входам-выходам второй группы блока регистров к информационным входам-выходам регистра данных, к информационным входам-выходам преобра- 25 зователя последовательного кода в параллельный, к информационным входам-выходам блока буферной памяти, к информационным входам-выходам регистра микрокоманд и к информационным входам-выходам блока дешифрации, пер вый выход которого подключен к пер вому управляющему входу преобразователя последовательного хода в параллельный,второй управляющий вход которого подключен к выходу блока

IïðèåMoïåðåäàò÷Hêoâ, выходы второй

1 группы которого подключены соответственно к информационным входам первой Группы блОка дешифрации инфОр 4() мационные входы второй группы которого подключены соответственно к выходам первой группы регистра микрокоманд, выходы второй и третьей группы которого подключены соответственно к управляющим входам блока формирования адреса и соответственно к управляющим входам группы блока обработки данных, выходы группы которого подключены соответственно к информа50 ционным входам блока формирования адреса, выходы которого подключены соответственно к адресным входам блока постоянной памяти, выходы которого подключены соответственно к информационным входам группы регистра

55 микрокоманд, выход которого подключен к второму управляющему входу блока

IlPHMOIO POCT Ïß, ВЫХОДЫ ВТОРОИ, ТРЕТЬ ей и четвертой групп блока дешифрации подключены соответственно к управляющим входам блока буферной памяти, соответственно к управляющим входам блока приемопередатчиков и соответственно к информационным входам регистра, выход которого подключен к адресному входу блока буферной памяти, ВтОрОИ выход блока дешифрации подключен к входу записи-считывания регистра данных, выход которого подключен к информационнЬму входу блока приемопередатяиков, выход блока обработки данных подключен к информационному входу регистра микрокоманд, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства в режиме прямого доступа, в него введен блок 15 пакетной обработки, причем информационные входы-выходы первой и второй групп блока пакетной обработки подключены соответственно к информационным входам-выходам второй группы блока связи и соответственно к информационным входам-выходам группы блока обработки данных, первый и второй выходы блока прямого доступа подключены соответственно к первому и второму управляющим входам блока пакетной обработки, управляющие входы группы которого подключены соответственно к выходам пятой группы блока дешифрации.

2, Устройство по п.1 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок пакетной обработки содержит счетчик 16 адреса,регистр 17 адреса, с первого по четвертый узлы памяти и узел 18 двунаправленной .передачи данных, причем информацион1ные входы-выходы первой группы блока подключены соответственно к информационным входам-выходам первой группы узла двунаправленной передачи данных, информационные входы-выходы второй группы которого подключены соответственно кинформационным входам-выходам узлов памяти с первого по четвертый, к информационным входам счетчика адреса, регистр адреса и к информационным входам-выходам второй группы блока, первый и второй управляющие входы которого подключены соответственно к первому и второму счетным входам счетчика адреса, выходы счетчика адреса и регистра адреса подключены соответственно к пер9 153295 вым адресным входам узлов памяти с— первого по четвертый и к вторым адресным входам узлов памяти с первого по четвертый, первый управляющий вход группы блока подключен к вхо5 дам синхронизации счетчика адреса и регистра адреса, второй и тре6 о тий управляющие входы группы блока подключены соответственно к входам записи и к входам чтения узлов памяти с первого по четвертый, четвертый управляющий вход группы подключен к управляющему входу узла дву» направленной передачи данных.

1532956

У р у

Составитель В.Смирнов

Редактор Г1.Недолуженко Техред Л.Олийнык Корреткор М.Максимишинец

Заказ 8102/55 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

11 tl

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул.- Гагарина, 101