Controlador de comunicaciones IBM 3705

El controlador de comunicaciones IBM 3705 es un ordenador sencillo que se conecta a un IBM System/360 o System/370 . Su función es conectar las líneas de comunicación al canal del mainframe . Fue el primer controlador de comunicaciones de la popular serie IBM 37xx . Se anunció en marzo de 1972. Diseñado para memoria de semiconductores , que no estaba disponible en el momento de su anuncio, el 3705-I tenía que usar memoria de núcleo de 1,2 microsegundos; el posterior 3705-II usa SRAM de 1,0 microsegundo. Se utilizaron componentes de Solid Logic Technology , similares a los del S/370.

El modelo 3705 normalmente ocupa un único bastidor de dos pies de ancho y tres pies de profundidad. Se pueden conectar hasta tres bastidores de expansión para una capacidad teórica de 352 líneas semidúplex y dos adaptadores de canal independientes.

El modelo 3704 es una versión básica del 3705 con funciones limitadas.

IBM pretendía que se utilizara de tres maneras:

1. Emulación del antiguo controlador de comunicaciones IBM 2703 y sus predecesores. El software correspondiente es el Programa de Emulación o EP.
2. Conexión de dispositivos de arquitectura de red de sistemas (SNA) a un ordenador central. El software pertinente es el Programa de Control de Red (NCP). Cuando se utiliza de esta manera, el 3705 se considera una unidad SNA PU4.
3. La combinación de los dos métodos anteriores en una configuración se denomina Programa de Emulación Particionada o PEP.

La longitud de palabra de almacenamiento es de 16 bits. Los registros tienen el mismo ancho que el bus de direcciones . Su longitud varía entre 16, 18 y 20 bits según la capacidad de almacenamiento instalada. Un nivel de interrupción específico tiene ocho registros. El registro cero es el contador de programa , que indica la dirección de la siguiente instrucción a ejecutar; los otros siete son acumuladores. Los cuatro acumuladores impares pueden direccionarse como ocho acumuladores de un byte.

Las instrucciones son bastante sencillas. La mayoría son instrucciones de registro a registro o de acceso inmediato a registro, que se ejecutan en un solo ciclo de memoria. Hay ocho instrucciones de referencia de almacenamiento que requieren dos o tres ciclos de almacenamiento para completarse. La única capacidad de desplazamiento consiste en desplazar un registro a la derecha o sumar un registro a sí mismo.

Un hardware especializado facilita el cálculo de una comprobación de redundancia cíclica para la detección de errores de transmisión. Se admiten tanto CRC-16 CCITT como CRC-16 IBM. Suponiendo que el valor actual se mantiene en memoria, el tiempo de ejecución para acumular un byte adicional es de cinco ciclos de almacenamiento (tres instrucciones).

El cambio rápido de contexto fue un objetivo de diseño. El archivo de registros se divide en cuatro secciones. Los tres niveles de interrupción de uso común y el nivel de fondo tienen conjuntos de registros distintos. Por lo tanto, el acceso a la mayoría de los niveles de interrupción no requiere guardar los registros del programa interrumpido. El nivel de uso menos frecuente, que procesa errores de programa y de hardware, comparte registros con el siguiente nivel superior y, por consiguiente, debe guardar y restaurar los registros.

Los cinco niveles del programa son:

1. Procesamiento de errores
2. Eventos en la línea de comunicación
3. Eventos del adaptador de canal
4. Solicitudes de servicio de otros niveles
5. Nivel de fondo

El modelo 3705 cuenta con un panel de control con luces intermitentes , superior a la mayoría de los paneles IBM de ese estilo. Sus dos características inusuales (para IBM) son:

1. El almacenamiento (y algunos registros externos) pueden visualizarse mientras el programa se está ejecutando.
2. Los interruptores de entrada hexadecimal y las dos pantallas del tamaño de un registro pueden ser utilizados por el programa mientras la máquina está en funcionamiento. Esta capacidad surgió del objetivo de emular el IBM 2703, que cuenta con un panel de control bastante completo.

El modelo 3705 tiene una capacidad de memoria máxima de 512  KB, pero esto requiere cuatro marcos físicos (el marco base y tres marcos de expansión).

Un Amdahl 4705 tiene una capacidad de memoria máxima de 1024  KB, toda ella contenida dentro del bastidor base.

Se disponía de tres tipos de periféricos: escáneres de comunicaciones, adaptadores de canal y disquetes de 8" (solo disponibles en modelos sin adaptador de canal). El primer escáner de comunicaciones y el primer adaptador de canal ocupaban el mismo bastidor que la CCU. Los periféricos adicionales requerían bastidores adicionales.

Todos los Amdahl 4705 incluían una unidad de disquete de 8", que se utilizaba tanto para diagnósticos como para la carga remota de programas. Esta unidad de disquete y todos los adaptadores de canal estaban integrados en el bastidor base, aunque para interfaces de E/S de canal S/370 adicionales podía ser necesario un bastidor de expansión. Es decir, si se necesitaban más de cuatro interfaces de E/S, se requería un bastidor de expansión que permitía añadir cuatro interfaces de E/S adicionales.

Se ofrecieron tres escáneres de comunicación diferentes:

El escáner de comunicaciones tipo I era un dispositivo básico que generaba una interrupción por cada bit recibido. La transmisión también requería una interrupción por cada bit. En teoría, esto habría permitido usos bastante ingeniosos, como el código Morse y la conexión a dispositivos con métodos de trama inusuales. Se podían conectar un máximo de 64 líneas semidúplex. El ancho de banda total estaba limitado debido a los elevados requisitos de procesamiento.

El escáner de comunicaciones tipo II realizaba funciones similares a las de un USART . Se generaba una interrupción por cada carácter transmitido o recibido. Admitía seis formatos de caracteres asíncronos diferentes, dos formas de Bisync y HDLC / SDLC . Un solo escáner podía conectar hasta 96 líneas semidúplex (64 para el primer escáner). Esta es la base de la capacidad máxima teórica de 352 líneas. En la práctica, el límite era menor, ya que un escáner con más de 48 líneas semidúplex no podía admitir ninguna línea de 9,6 kbit/s .

El escáner de comunicaciones tipo III era un dispositivo de alto rendimiento para la conexión de líneas Bisync y HDLC / SDLC . Operaba con tramas completas. Se utilizaba DMA  para obtener y almacenar los bytes de una trama. En teoría, la capacidad de conexión de líneas era la misma que la del escáner de comunicaciones tipo II (límite de 352 líneas). Seguía existiendo la necesidad de limitar el tamaño del escáner a 48 líneas para admitir 9,6 kbit/s. Limitar el tamaño del escáner a 16 líneas permitía velocidades de línea de hasta 30  kbit/s. Un escáner de 8 líneas permitía una velocidad de aproximadamente 60  kbit/s.

Con la sincronización proporcionada por el módem, una sola línea estaba limitada a 56  kbit/s; con la sincronización interna, el límite era de 2,4  kbit/s.

La capacidad de conexión de la línea agregada estaba limitada por la velocidad de procesamiento.

Para un escáner de comunicaciones de tipo II, el procesamiento de un carácter recibido o transmitido podría requerir cincuenta ciclos de almacenamiento (cuarenta instrucciones). En un 3705-II, esto proporciona una capacidad agregada de 20 kB/s . Esto permitiría aproximadamente 160 líneas semidúplex funcionando a una velocidad media de 120 ciclos por segundo (cps). Alternativamente, dieciséis líneas semidúplex funcionando a 1200 cps (9,6  kbit/s) serían el límite teórico. La experiencia de IPSANET indicaba que seis líneas dúplex completas de 9,6  kbit/s con una carga pesada constituían el límite. Es posible que el software de IBM ofreciera un rendimiento superior.

Para un escáner de comunicaciones de tipo III, el procesamiento de un solo carácter mediante robo de ciclo era bastante económico : se requería un único ciclo de almacenamiento. Esto daría un límite teórico de un millón de caracteres por segundo (ochenta  líneas semidúplex de 9,6 kbit/s). En la práctica, el límite probablemente era menor, ya que se requería cierto procesamiento al final de la trama. Además, si el contenido de la trama se movía dentro del almacenamiento, esto requeriría 3,5 ciclos de almacenamiento por byte.

Los escáneres de comunicaciones de IBM estaban limitados a 48 líneas en el primer escáner de comunicaciones y a 96 líneas en los escáneres de comunicaciones del dos al cuatro.

Los escáneres de comunicaciones Amdahl eran teóricamente capaces de transmitir 128 líneas por escáner, pero esto se limitó artificialmente a 48 y 96 por razones de marketing.

Se ofrecían dos tipos de adaptadores de canal:

Los adaptadores de canal tipo 1 y tipo 4 se diseñaron para la emulación del 270x. Reconocían hasta 256 direcciones de canal y transferían datos en pequeñas ráfagas (cuatro bytes para el tipo 1; máximo 32 bytes para el tipo 4). El hardware podía aceptar casi todos los 240 códigos de comando de canal posibles. El software debía analizar el comando del canal y rechazarlo o procesarlo según reglas específicas. El procesamiento de interrupciones requería aproximadamente cincuenta ciclos de almacenamiento para procesar una transferencia de cuatro bytes. El 3705 solo podía tener un adaptador tipo 1, pero se permitían dos adaptadores tipo 4.

Un Amdahl 4705 podía tener cuatro adaptadores de canal tipo 4 (no se ofrecían adaptadores de canal tipo 1).

Los adaptadores de canal de tipo 2 y tipo 3 se diseñaron exclusivamente para uso de NCP. Solo se reconocía una dirección de dispositivo. La transferencia de datos se realizaba mediante robo de ciclo, lo que reducía la sobrecarga si se utilizaban búferes grandes. El hardware aceptaba siete comandos de canal, de los cuales cuatro eran procesados ​​completamente por el adaptador. Esto dejaba un comando de lectura y dos de escritura para que el software los procesara. Estos adaptadores podían conectarse a cualquiera de los tres tipos de canal del System/370 , pero se prefería un canal multiplexor de bloques. El adaptador de tipo 3 podía operar simultáneamente (pero no en medio de un comando) en dos canales diferentes, que podían estar conectados a distintos hosts.

Un Amdahl 4705 podía tener adaptadores de canal tipo 2 y adaptadores de canal tipo 4 (hasta un total de cuatro adaptadores de canal). El adaptador de canal tipo 2 del Amdahl 4705 también simulaba un adaptador de canal tipo 3.

El Amdahl 4705 era compatible con el 3705-II y funcionaba aproximadamente 2,5 veces más rápido. El IBM 3704 era una versión básica del 3705. Estaba limitado a 26 líneas semidúplex (suponiendo un escáner de tipo 2). El 3704 no admitía dispositivos DMA. Su rendimiento era similar al del 3705-I. Se planeó un 4704 (un dispositivo compatible con el 3704), pero nunca se lanzó.

El Amdahl 4745 era, en todos los sentidos, un superconjunto lógico o un subconjunto físico del IBM 3745. Mientras que el IBM 3745 ofrecía uno o dos procesadores físicos y uno o dos buses físicos, ambos aparentemente para redundancia, el Amdahl ofrecía un procesador físico de altísima fiabilidad y un bus físico también de altísima fiabilidad (pero dos buses lógicos), sin necesidad aparente de redundancia. Mientras que el IBM 3745 ofrecía dos buses, el Amdahl 4745 ofrecía un único bus cuya capacidad de transferencia superaba la capacidad de transferencia total de los dos buses del IBM 3745.

El diseño del Amdahl 4745 era tal que el programa de control (NCP) no podía distinguir si estaba operando en un IBM 3745 o en un Amdahl 4745 (ni, de hecho, en un IBM 3725 o en un Amdahl 4725). La simulación lógica y física del IBM 3745 (IBM 3725) realizada por Amdahl era así de completa.

Posteriormente, se ofreció un escáner de muy alta velocidad con el Amdahl 4745 (y también con el Amdahl 4725, para el cual IBM no tenía una oferta equivalente en el 3725) que ofrecía una mayor redundancia con respecto al escáner de muy alta velocidad IBM 3745 (1,544 Mbit/s , T1, o 2,048  Mbit/s, E1) al permitir la conmutación de la línea a un 4725/4745 de respaldo bajo el control de la consola del operador.

El modelo 3705 fue reemplazado posteriormente por los modelos 3720 y 3725. El modelo 3745 era similar, pero no totalmente compatible. El 3705 se retiró del mercado en diciembre de 1985. El servicio de mantenimiento de hardware se suspendió en enero de 1999.

• Principios de funcionamiento del controlador de comunicaciones IBM 3705
• ACF/NCP VERSIÓN 3 PARA LOS CONTROLADORES DE COMUNICACIÓN IBM 3705 Y 3725 Carta de anuncio 283-396 de fecha 15 de noviembre de 1983