Устройства управления внешней памятью ЭВМ "Электроника 79"

Устройства управления (контроллеры) внешней памятью предназначены для подключения устройств внешней памяти большой емкости (накопителей на магнитных дисках и лентах). Каждая группа устройств внешней памяти подключается к своему контроллеру по отдельному быстродействующему каналу ввода-вывода. Этот канал состоит из 56 шин, по которым передаются данные, паритет, состояние и управляющие сигналы. Высокая частота передачи достигается благодаря синхронной передаче блоков данных и асинхронной передаче управляющей информации.

Контроллер содержит буфер из восьми 16-разрядных слов, с помощью которого осуществляется передача данных в режиме непосредственного доступа к памяти по каналу внешней памяти. Запись слова в буфер производится с одной стороны, а считывание — с другой. Таким образом, буфер «сглаживает» кратковременные задержки приема и передачи данных. Доступ к вершине буфера реализуется через регистр данных и кэш-память. При этом содержимое кэш-памяти не изменяется, за исключением того, что при записи данных в память с условием «есть» сбрасываются разряды истинности, соответствующие записываемым блокам из двух слов, т.е. изменяемая область кэш-памяти делается недействительной, а в основную память записывается обновленная информация.

Управление синхронизацией передачи (приоритетом захвата канала контроллерами внешней памяти) осуществляет арбитр кэш-памяти. От каждого контроллера в арбитр кэш-памяти идет отдельная шина захвата канала внешней памяти устройством для организации непосредственного доступа к памяти.

Контроллеры внешней памяти имеют по семь регистров каждый, с помощью которых осуществляется управление ими и передача данных. Обращение к регистрам контроллеров осуществляется со стороны Канала. По отношению к быстродействующему каналу внешней памяти Канал мини-ЭВМ играет второстепенную роль и используется для передачи информации управления и состояния, а также выработки запросов прерывания. Для типичной передачи данных в режиме непосредственного доступа к памяти сначала передается в регистр счета слов количество передаваемых слов, в регистр текущего адреса начальный адрес памяти (младшая часть адреса), а в регистр расширения адреса старшие шесть разрядов для формирования 22-разрядного адреса, в регистр состояния и управления (РСУ) управляющая информация, задающая устройству внешней памяти тип операции и команду начала обмена. После этого обмен ведется по каналу внешней памяти без участия процессора.

Чтобы убедиться в правильности передаваемой информации, контроллер генерирует и проверяет разряды четности как для данных, так и для информации об адресе и управлении. Регистр состояния и управления 1 (рис. 3.26,а), используемый как контроллером, так и самим устройством внешней памяти, служит для хранения команд устройства и его состояния. Регистр состояния и управления 2 (рис. 3.26,6) отражает состояние контроллера и содержит номер устройства внешней памяти. Регистр состояния и управления 3 (рис. 3.26,в) служит для обнаружения и индикации ошибок и управляет прерыванием. Регистр данных может быть использован также при операции проверки записи, при этом неправильное слово блокируется в нем и может быть использовано для следующей проверки.

Введение в архитектуру мини-ЭВМ. «Электроника 79» канала и контроллеров внешней памяти позволяет значительно повысить быстродействие процессора при выполнении программ благодаря не только высокоскоростному обмену данными по каналу внешней памяти, но и возможности наложения во времени операций обмена с внешней памятью и удовлетворения кэш-памятью запросов центрального процессора и Канала.