DD281039B5

DD281039B5 - Verfahren und anordnung zur busvergabe an datenverarbeitende einrichtungen

Info

Publication number: DD281039B5
Application number: DD32721489A
Authority: DD
Inventors: Werner Dr-Ing Rozek; Dietmar Dipl-Ing Beltz
Original assignee: Jenoptik Jena Gmbh
Priority date: 1989-04-03
Filing date: 1989-04-03
Publication date: 1993-06-17
Also published as: DD281039A1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der digitalen Datenverarbeitung und dient zur Steuerung der Busvergabe an datenverarbeitende Einrichtungen, die an multimasterfähigen Bussen angeschlossen sind.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Arbeiten in einem informationsverarbeitenden System mehrere datenverarbeitende Einrichtungen über einen gemeinsamen Bus mit anderen am Bus liegenden Ressourcen zusammen, so erfolgt das Aufschalten einer datenverarbeitenden Einrichtung auf den gemeinsamen Bus zeitgeteilt und durch Busvergabeschaltungen (Arbiter) gesteuert. Wenn eine datenverarbeitende Einrichtung an den Bus anzuschalten ist, um mit einer anderen Ressource in Verbindung zu treten, so gibt sie über den Bus eine Anforderung ab, wodurch eine zentrale oder dezentrale Zuordnungsschaltung veranlaßt wird, gemäß einem Algorithmus den Bus der anfragenden Einrichtung zuzuordnen. Wenn mehrere Einrichtungen gleichzeitig eine Anforderung übermitteln, so

bewirkt der Zuordnungsalgorithmus, der meist Prioritätsabhängigkeiten der Bearbeitung von Anforderungen berücksichtigt, &<e

Auswahl einer busanfordernden Einrichtung („Das 8086/8088 Buch" - Programmieren in Assembler und Systemarchitektur,

technik marketing München, Kap.9, S. (9-8] bis (9-10), Kapitel 10, S. [10-4] bis [10-6]).

Bekannt sind z. B. zentrale Vergabeschaltungen (Winter, W.: „Programmierbare Arbiter zur Ressourcenverwaltung" rfe 34

[1985] M. 7. S.457-461) und Schaltungen nach dem Daisy-chain-Prinzip.

Bei der letztgenannten technischen Lösung erfolgt die Ermittlung des Zuordnungssignals meist in dezentralen; den

datenverarbeitenden Einrichtungen zugeordneten Arbitern innerhalb einer Zeiteinheit, die meist der Bustaktperiode entspricht.

Um aber bei der Übergabe der Busbelegung an eine andere datenverarbeitende Einrichtung nicht zu viel Zeit aufzuwenden, ist

man bestrebt, kurze Bustaktperioden zu realisieren. Eine Grenze der Verkürzung der Bustaktperiode bei dieser technischen

Lösung stellen die Buslaufzeiten der Busanforderungen und Zuordnungssignale dar. So können nur wenige Master bei hohen Bustaktfrequenzen mittels einer Daisy-chain-Kette arbitriert werden. Diese Engstelle wird in anderen technischen Lösungen (wie z. B. in DE 3 235739) durch die Verteilung der zukünftigen Busbelegung in einer die Anforderungen parallel verarbeitenden Zuordnungseinrichtung beseitigt. In DE 323573d werden die Anforderungen zu einem Schiedsrichter (Arbiter) synchron zum Bustakt auf den Adreß- Datenleitungen des Busses übertragen, wobei der Bus Leitungen enthält, die den Informationstyp der auf den Adreß- Datenleitungen rynchron transportierten Informationen kennzeichnen. Durch Einteilung der Leitungen für Adreß-, Daten- und Anforderungssignaltransport gibt es dadurch meist Zeitbeschränkungen

für den Arbitrierungsprozeß. Weiterhin gibt es andere Bussysteme, die eine stark begrenzte Anzahl freiverfügbarer Buskanäleenthalten. Diese Kanäle können bei einer zentralen Arbitrierung für die jeweilige Anforderung und den dazugehörigen

Zuordnungskanal der zu arbitrierenden Master verwendet werden. Diese Lösungen lassen meist hohe Arbitrierungsfrequenzen zu, doch sind damit durch die stark begrenzte Anzahl frei verfügbarer Buskanäle nur wenige Master arbitrierbar. Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, in multimasterfähigen Bussen trotz einer begrenzten Anzahl frei verfügbarer Buskanäle, die zur Übertragung von Anforderungs- und Zuordnungssignalen verwendet werden können, für eine erweiterte Anzahl von datenverarbeitenden Einrichtungen eine schnelle Busvergabe zu gewährleisten, die mit einer Erhöhung der Leistungsfähigkeit und Verringerung der Informationsverarbeitungszeiten verbunden ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine parallele Busvergabe in multimasterfähigen Bussen bei begrenzter Anzahl frei verfügbarer Buskanäle, von denen für jede datenverarbeitende Einrichtung jeweils ein Paar frei verfügbare Buskanäle als Anforderungs· und Zuordnungskanal benötigt wird, für mehr datenverarbeitende Einrichtungen als Paare freiverfügbarer Buskanäle ohne Änderung des Busprotokolls zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Busvergabe an datenverarbeitonde Einrichtungen gelöst, die an einem multimasterfähigen Bus angeschlossen sind, wobei innerhalb eines Bustaktes aus kanalweise durch die Einrichtungen gesendeten Anforderungssignalen unter Berücksichtigung von mindestens einer Zuordnungsvorschrift Zuordnungssignale gebildet werden, die bei aktivem Zustand für die Vergabe des Busses an eine Einrichtung wirksam sind, indem die Anforderungssignale zu Gruppen von Signalen zusammengefaßt sind und für jede Gruppe von Signalen über eine separate Zuordnungsvorschrift und den daraus abgeleiteten Zuordnungssignalen ein Gruppenanforderungssignal gebildet wird, dessen Zustand in Abhängigkeit von der Priorität der Bearbeitung der zugehörigen Gruppe die Wirksamkeit der Zuordnungssignale der Gruppen bestimmt, wobei eines der Zuordnungssignale einer Gruppe mit dem von der Zuordnungsvorschrift bestimmten Vorrang wirksam ist, wenn die Gruppenanforderungssignale von Gruppen höherer Priorität inaktiv sind, und alle Zuordnungssignale einer Gruppe unwirksam sind, wenn eine der Gruppenanforderungssignale von Gruppen höherer Priorität aktiv ist.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Anordnung zur Busvergabe an datenverarbeitende Einrichtungen über frei verfügbare Buskanäle eines multimasterfähigen Busses mittels Zuordnungseinrichtung zur Bildung von Zuordnungssignaion aus kanalweise gesendeten Anforderungssignalen der datenverarbeitenden Einrichtungen für einen Buserhalt unter Berücksichtigung einer vorprogrammierten Zuordnungsvorschrift, wobei die frei verfügbaren Buskanäle in Paare von in Teilstücke getrennten Anforderungs- und Zuordnungskanälen und in Buskanäle, die eine prioritätsabhängige Bearbeitung von Signalen angeschlossener Einheiten gewährleisten, aufgeteilt sind, jeweils eine Zuordnungseinrichtung, die einen Zuordner enthält, der mit seinen Ausgängen sowohl an die Eingänge von Zuordnungssperren als auch an die Eingänge eines Gruppenanforderungsbildners geführt ist, mit ihren Zuordnereingängen an eine Gruppe von Anforderungskanälen und mit den Ausgängen der Zuordnungssperren an die mit den Anforderungskanälen gepaarten Zuordnungskanäle angeschlossen ist, und jedes Paar von Anforderungs- und Zuordnungskanälen mit einer datenverarbeitenden Einrichtung in Verbindung steht, und zur prioritätsabhängigen Auswahl einer Zuordnungseinrichtung für eine Busvergabe an eine der angeschlossenen datenverarbeitenden Einrichtungen Verbindungen von Ausgängen der Gruppenanforderungsbildner über die Buskanäle, die eine prioritätsabhängige Bearbeitung von Signalen angeschlossener Einheiten gewährleisten, zu Eingängen von Zuordnungssperren anderer Zuordnungseinrichtungen bestehen.

Vorteilhaft ist es, wenn die Eingänge der Zuordnungssperren mit den Buskanälen verbunden sind, an denen gleichzeitig die Ausgänge der Gruppenanforderungsbüdner von Zuordnungseinrichtungen höherer Priorität anliegen. Es ist außerdem von Vorteil, wenn der Ausgang jedes Gruppenanforderungsbildners mit einem Buskanal verbunden ist, der an die Eingänge der Zuordnungssperren der anderen Zuordnungseinrichtungen führt, wobei die prioritätsabhänc, ige Auswahl einer Zuordnungseinrichtung durch eine Zuordnungsvorschrift bestimmt ist.

Ausführungsbeispiele Die Erfindung soll nachstehend anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen Fig. 1: die Verknüpfung von ZuoyJnungseinrichtungon, deren Aufbau und den Anschluß von Anforderungs- und Zuordnungskanälen in einem Blockschaltbild

Fig. 2: das Impulsschema für eine parallele Arbitrierung mit drei Zuordnungseinrichtungen mit der Verschaltung gemäß Fig. 1 Fig. 3: eine weitere Verknüpfung von Zuordnungseinrichtungen mit Anschluß von Anforderungs- und Zuordnungskanälen im

Blockschaltbild. Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung enthalten Zuordnungseinrichtungen 1 ρ jeweils einen Zuordner 2 p, der mit

seinen Ausgängen sowohl an die Eingänge von Zuordnungssperren 3 p als auch an die Eingänge eines

Gruppenanforderungsbildners 4 ρ (mit ρ = 1,..., j) geführt ist. Die Zuordnungseinrichtungen 1 ρ sind mit ihren Zuordnungseingängen jeweils an eine Gruppe vor r Anforderungskanälen/AFsr und mit den Ausgängen der Zuordnungssperren

an eine Gruppe von r Zuordnungskanälen/Zsr (mit s = 1,..., j und r = ,..., i) angeschlossen. Die Anforderungs- und

Zuordnungskanäle/AFsr und /Zsr sind als Paare ausgebildet, von denen jeder mit einer datenverarbeitenden Einrichtung (nicht

dargestellt) in Verbindung steht.

Die Eingänge der Zuordnungssperren sind mit Buskanälen ZEKs verbunden, an denen gleichzeitig die Ausgänge der Gruppenanforderungsbildner 4 ρ von Zuordnungseinrichtungen 1 ρ höherer Priorität anliegen. Entsprechend führt an die Zuordnungseinrichtung 11 mit der höchsten Priorität im dargestellten Beispiel kein Buskanal ZEKs einer anderen Zuordnungseinrichtung 1 p. Zur Übertragung von Anforderungs- und Zuordnungssignalen sowie Zuordnungserlaubnissignalen ZEs zur

prioritätsabhängigen Auswahl einer Zuordnungseinrichtung für eine Busvergabe an eine der angeschlossenendatenverarbeitenden Einrichtungen werden sogenannte frei verfügbare Buskanäle benutzt, die bei einer Gesamtzahl 2 N in s · 2 istückweise getrennte Buskanäle als Anforderungs- und Zuordnungskanäle/AFsr und /Zsr und in (s - 1) Buskanäle für die

Zuordnungserlaubnissignale ?Es aufgeteilt sind. Von den datenverarbeitenden Einrichtungen werden für eine vorgesehene Busbelegung während einer Zeiteinheit, z. B. der Bustaktperiode die Anforderungssignale an die Zuordnungseinrichtung 1 p, an die sie angeschlossen sind, gesendet. Innerhalb

derselben Zeiteinheit erfolgt in den Zuordnern 2p einer jeden Zuordnungseinrichtung 1 ρ entsprechend einer

Zuordnungsvorschrift eine Vorauswahl aus einer der jeweils angeschlossenen datenverarbeitenden Einrichtungen für die

zukünftige Busbelegung. Nach dieser Vorauswahl wird ein Gruppenanforderungssignal/GAs durch den jeweiligen

Gruppenanforderungsbildner 4 p aktiviert, das an Zuordnungseinrichtungen 1 ρ .niederer Auswahlpriorität gegeben wird. Die Buskanäle ZEKs sind dafür als Draht-ODER-Buskanä!e ausgebildet. Ist auf einem einer Zuordnungseinrichtung 1 j zugeordneten Draht-ODER-Buskanal ZEKj ein angeschaltenes Gruppenanforderungssignal/GAs einer Zuordnungseinrichtung 1 ρ (s, ρ Φ j) höherer Auswahlpriorität aktiv, so ist das Zuordnungserlaubnissignal ZEj inaktiv und die Zuordnungssperre 3j verriegelt, so daß die Zuordnungssignale aller

r datenverarbeitenden Einrichtungen, die an die Zuordnungseinrichtung 1 j angeschlossen sind und vor Abschluß des Bustaktesihren Zuordnungskanal/Zjr auf aktive Zuordnung abfragen, inaktiv sind.

Ist auf dem Draht-ODER-Buskanal ZEKj kein angeschaltenes Gruppenanforderungssignal/GAs einer der Zuordnungseinrichtungen 1 ρ (mit p, s Φ j) höherer Auswahlpriorität aktiv, so ist das Zuordnungserlaubnissignal ZEj aktiv und

die Zuordnungssperre 3 j geöffnet. Das für die von dem Zuordner 2 j vorausgewählte datenverarbeitende Einrichtung zuständige

Zuordnungssignal/Zjr kann an die datenverarbeitende Einrichtung vor deren Abfrage des Zuordnungskanals/Zjr gesendet

werden.

Die Zuordnungserlaubnis ZE 1 für die Zuordnungseinrichtung 11 mit der höchsten Auswahlpriorität, die eingangsmäßig keinem Draht-ODER-Buskanal zugeordnet ist, ist ständig aktiv. Für drei Zuordnungseinrichtungen zeigt Fig.2 als Impulsschema eine parallele Arbitrierung gemäß der Erfirtdung. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel wird jedes Gruppenanforderungssignal/GAs auf einem separaten Buskanal zu jeder

anderen Zuordnungseinrichtung 1 ρ gegeben.

Aus allen Gruppen&nforderungssignalen/GAs wird entsprechend einer zweiten Zuordnungsvorschrift in einem zweiten, nicht

dargestellten Zuordner in jeder Zuordnungseinrichtung 1 ρ eine Zuordnungserlaubnis ermittelt, wobei in Abhängigkeit von derzweiten Zuordnungsvorschrift nur eine Zuordnungserlaubnis einer Zuordnungseinrichtung 1 ρ aktiv gesetzt wird.

Claims

1. Verfahren zur Busvergabe an datenverarbeitende Einrichtungen, die an einem multimasterfähigen Bus angeschlossen sind, wobei innerhalb eines Bustaktes aus kanalweise durch die Einrichtungen gesendeten Anforderungssignalen unter Berücksichtigung von mindestens einer Zuordnungsvorschrift Zuordnungssignale gebildet werden, die bei aktivem Zustand für die Vergabe des Busses an eine Einrichtung wirksam sind, gekennzeichnet dadurch, daß die Anforderungssignale zu Gruppen von Signalen zusammengefaßt sind und für jede Gruppe von Signalen über eine separate Zuordnungsvorschrift und den daraus abgeleiteten Zuordnungssignalen ein Gruppenanforderungssignal gebildet wird, dessen Zustand in Abhängigkeit von der Priorität der Bearbeitung der zugehörigen Gruppe die Wirksamkeit der Zuordnungssignale der Gruppen bestimmt, wobei eines der Zuordnungssignale einer Gruppe mit dem von der Zuordnungsvorschrift bestimmten Vorrang wirksam ist, wenn die Gruppenanforderungssignale von Gruppen höherer Priorität inaktiv sind, und alle Zuordnungssignale einer Gruppe unwirksam sind, wenn eines der Gruppenanforderungssignale . von Gruppen höherer Priorität aktiv ist.

2. Anordnung zur Busvergabe an datenverarboitende Einrichtungen überfrei verfügbare Buskanäle eines multimasterfähigen Busses mittels Zuordnungseinrichtung zur Bildung von Zuordnungssignalen aus kanalweise gesendeten Anforderungssignalen der datenverarbeitenden Einrichtungen für einen Buserhalt unter Berücksichtigung einer vorprogrammierten Zuordnungsvorschrift, gekennzeichnet dadurch, daß die frei verfügbaren Buskanäle in Paare von in Teilstücke getrennten Anforderungs- und Zuordnungskanälen und in Buskanäle, die eine prioritätsabhängige Bearbeitung von Signalen angeschlossener Einheiten gewährleisten, aufgeteilt sind, daß jeweils eine Zuordnungseinrichtung, die einen Zuordner enthält, der mit seinen Ausgängen sowohl an die Eingänge von Zuordnungssperren als auch an die Eingänge eines Gruppenanforderungsbildners geführt ist, mit ihren Zuordnungseingängen an eine Gruppe von Anforderungskanälen und mit den Ausgängen der Zuordnungssperren an die mit den Anforderungskanälen gepaarten Zuordnungskanäle angeschlossen ist, und jedes Paar von Anforderungs- und Zuordnungskanälen mit einer datenverarbeitenden Einrichtung in Verbindung steht, und daß zur prioritätsabhängigen Auswahl einer Zuordnungseinrichtung für eine Busvergabe an eine der angeschlossenen datenverarbeitenden Einrichtungen Verbindungen von Ausgängen der Gruppenanforderungsbildner über die Buskanäle, die eine prioritätsabhängige Bearbeitung von Signalen angeschlossener Einheiten gewährleisten, zu Eingängen von Zuordnungssperren anderer Zuordnungseinrichtungen bestehen.

3. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingänge der Zuordnungssperren mit den Buskanälen verbunden sind, an denen gleichzeitig die Ausgänge der Gruppenanforderungsbildner von Zuordnungseinrichtungen höherer Priorität anliegen.

4. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Ausgang jedes Gruppenanforderungsbildner mit einem Buskanal verbunden ist, der an die Eingänge der Zuordnungssperren der anderen Zuordnungseinrichtungen führt, wobei die prioritätsabhängige Auswahl einer Zuordnungseinrichtung durch eine Zuordnungsvorschrift bestimmt ist.