一个包括修改惯常的输入／输出通道控制器（ＩＯＣＣ）的优先级仲裁方法的数据处理系统，此仲裁方法被用来批准共享一条公用外围总线争用中的外设的使用直接存贮存取（ＤＭＡ）的请求。ＩＯＣＣ包含基于数据缓冲区数据状态调节已建立的优先级仲裁方案的逻辑电路。如果高优先级请求设备在执行ＩＯＣＣ与外设之间的直接操作以前请求系统存贮器与ＩＯＣＣ之间数据传输，其优先权将转给不请求系统存贮器存取操作的低优先级外设。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利申请与1989年1月25日提出的题为“多总线DMA控制器”的专利申请有关，其序号为No.303，024。本专利技术总的说来与数据处理系统有关。更具体地，它与连接多外设的数据处理系统有关。数据处理系统一般通过通常称为总线的标准化I/O电气通道实现对不同数量的人或处理外设的支撑。它们包括显示器，键盘，硬盘驱动器或其它磁盘设备形式的外部数据存贮器。应用外围总线作为把外部设备或计算机外围部件与处理器相连的一种公用装置，提供了系统的机动性，促进了现有计算机对新外设和其它系统增强的适应性。但是，当独立的外设数目增加和功能增强时，这种相对简单，低成本的外围总线没有能力处理并行操作。从这点来看，集成化计算机系统的性能受到了限制。外围总线过于繁忙会导致操作请求排斥，超载和系统故障。多个设备共享公用总线的系统在有多个相关外设同时请求存取的情况中，一般采用分配存取总线的方案。例如，在题为“具有重迭总线周期操作的数据处理系统”的美国专利No.4，817，037中。在现有技术中有许多这种优先级仲裁方案。见1974年9月版《IBM Technical Disclosure Bulletin》卷17，第4号中的“容许提交的与/或未提交的设备分配请求输入/输出通道调度”和1983年7月版《IBM Technical Disclosure Bulletin》卷26，第2号中的“I/O中断的选择处理实现。控制外设和分配通道优先级的功能给系统提出了很高的操作要求。特别是在处理器相对外设的运行速度大大提高的情况下，数据处理系统的总效率就面临这一难题。因此，最好是把这种控制功能从主处理器分离出来，由输入/输出通道控制器(IOCC)控制。这种控制器为主控制接口提供了可以连接任意个不同外设的外围总线。根据所期望的优先级标准，可按适当的优先级仲裁方案为IOCC编程以分配总线存取。如果IOCC不用处理器指令就可自动地存取存贮器，也可以大大地改进系统的效率。直接存贮器存取(DMA)在外设与系统存贮器之间建立了一条输入/输出数据路径或通道，从而使处理器能独立地执行指令或应用系统存贮器的其它空间来进行操作。在一个周期内系统存贮器和IOCC之间经内部总线可传输的信息量与IOCC和外设之间经外围总线可传输的信息量不一定匹配，因此需在IOCC中加通道即数据缓冲区以增强DMA的性能。例如，具有四个1字节存贮单元的IOCC数据缓冲区可一次积累1个或2个字节的经8/16位外围总线传来的数据使之变成32位的数据，然后通过一次DMA写(即存贮)操作，把数据缓冲区的内容经较大的32位内部总线传送到系统存贮器中。在执行从系统存贮器到外设的读(即装载)操作时，一次把32位的系统存贮器信息经内部总线取到数据缓冲区，然后每次只向外设传送1或2字节的缓冲区数据。通过减少系统存贮器和IOCC之间在读和写方式下完成数据传输所必需的周期数或事务处理次数，数据缓冲区最大限度地减少了处理器在完成事务处理时发生的封锁，从而提高了数据处理系统的总效率。IOCC可以拥有多个数据缓冲区，每个缓冲区都是一个独立外设的暂存数据空间。从美国专利No.3，699，530中可大体了解多数据缓冲区的使用。在缓冲的DMA环境下进行多外设和系统存贮器间的数据传输存在一个问题在IOCC进行一次事务处理时，数据既要流经外围总线又要流经数据据缓冲区与系统存贮器间的内部总线，这个操作比只经过外围总线的一般外围通道数据操作要慢。因此，任何请求系统存贮器存取的DMA事务处理将比完全不经过数据缓冲区的处理慢。这是因为需要两次通道仲裁延长了事务处理的时间第一次是获取外围总线控制;第二次是获取内部总线控制。当DMA事务处理在数据缓冲区上进行长的系统存贮器操作时，低优先级外设的快速事务处理必须等待存取外围总线，因而浪费了宝贵的外围总线带宽。本专利技术的一个目的是提供一种改进的数据处理系统。在此系统中，在许多共享一条公用外围总线的外设和一个系统存贮器设备之间的直接存贮器存取由一个具有数据缓冲区的输入/输出通道控制器(IOCC)完成。本专利技术的进一步目的是提供一种上述类型的数据处理系统。在此系统中，提供了一种方法和装置，通过优化外围总线的事务处理可利用性增强了DMA的性能。本专利技术的进一步目的是提供一种上述类型的数据处理系统。在此系统中，将根据要存取的数据缓冲区的数据状态调节批准存取外围总线的争用中的外设的现有优先级仲裁方案。为了达到这些目的和其它目的，本专利技术的数据处理系统包括一种方法，用于修改用来批准共享外围总线的争用中的外设数据传输请求的惯常IOCC优先级仲裁。通过根据数据缓冲区的数据状态对已建立仲裁优先级方案进行调节，改进了外围总线的应用。如果一般具有较高请求优先级的外设请求缓冲区与系统存贮器间的数据传输，优先权将转给不需要相对耗时的系统存贮器存取操作的低优先级设备。以这种方式，在DMA读事务处理期间，其缓冲区内具有有效数据的低优先级外设或在DMA写事务处理期间具有空缓冲区的低优先级外设将暂时地给予优先权，先于其它没有数据或可用缓冲空间的较高优先级外设使用外围总线。与经外围总线进行低优先级事务处理的同时，高优先权外设所需的系统存贮器存取操作也完成了。这种在完成从缓冲区到主存贮器较慢操作的同时，允许较快的事务处理使用外围总线的并行性使得系统好象总是不用数据缓冲区似的。在本专利技术的优选实施例中，IOCC具有一个确定将被存取的数据缓冲区是满还是空的数字逻辑电路，用以调节在DMA写和DMA读事务处理期间的已建立的优先级。本专利技术的这些目的和其它目的，特性和优点将会在下面如附图所示的本专利技术优选实施例的更详细的描述中清楚明了。本专利技术的认为新颖特性的特征在所附权利要求书中给出。但是，结合附图参照下面优选实施例的描述将更好地理解本专利技术及其其它特性和优点。其中附图说明图1是涉及本专利技术数据处理系统的方框图;图2是描绘图1中输入/输出通道控制器(IOCC)的数据缓冲区和控制逻辑电路的方框图;图3是图2中控制逻辑电路的示意图，此逻辑电路被用来修改IOCC的惯常优先级仲裁;图4是描绘图1中系统DMA读操作的定时图，此时的DMA读需要系统存贮器存取但没有进行本专利技术所提供的调节;图5是描绘图1中系统DMA读操作的定时图，此时本专利技术所提供的调节授予无系统存贮器存取要求的外设以DMA服务;图6是描绘图1中系统DMA写操作的定时图，此时的DMA写需要系统存贮器存取但没有进行本专利技术所提供的调节;图7是描绘图1中系统DMA写操作的定时图，此时本专利技术所提供的调节授予无系统存贮器存取要求的外设以DMA服务;图8是本专利技术提供的调节序列流程图，它修改了优选级仲裁方案，以批准图1中数据处理系统的争用外设中之一的DMA服务请求;图9是图示线性优先级仲裁方案的流程图，它批准图1中数据处理系统的争用外设之一的DMA服务请求;以及图10是描绘图1中数据处理系统运行的表格，其优先级仲裁方案不时地被修改以批准一个低优级争用外设的DMA服务请求。如图1所示，数字10表示的数据处理系统包括一处理器组件12，一输入/输出通道控制器(IOCC)14以及一输入/输出子系统16。处理器18和系统存贮器20组成了处理器组件12。并通过内部总线22互相连接。内部总线22还与IOCC14相连。输本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种输入／输出通道控制装置，它管理数据存贮设备与至少两台外部设备之间的数据传输操作。所述装置的特征为：至少有两个数据缓冲装置，各用来存贮正在所述数据存贮设备与一台单独的外设之间传输的数据并且提供状态标志；优先级仲裁装置，它根据所述外 设的优先级顺序在争用的外设中批准一个外设的数据传输请求，以及优先级调节装置，它根据外设数居缓冲装置的状态标志修改所述优先级顺序。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：麦克韦恩赖利，约翰丹尼尔厄普顿，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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