DD282089A5 - MORE COMPUTER ARRANGEMENT - Google Patents

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DD282089A5
DD282089A5 DD32598789A DD32598789A DD282089A5 DD 282089 A5 DD282089 A5 DD 282089A5 DD 32598789 A DD32598789 A DD 32598789A DD 32598789 A DD32598789 A DD 32598789A DD 282089 A5 DD282089 A5 DD 282089A5
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DD
German Democratic Republic
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module
memory
computer
main controller
master
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Application number
DD32598789A
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German (de)
Inventor
Frank Hainel
Udo Wilski
Original Assignee
Univ Dresden Tech
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mehrrechneranordnung nach dem Master-Slave Prinzip fuer den universellen Einsatz in dezentralisierten Antriebssystemen der Mesz- und Feingeraetetechnik, wie z. B. Mesz- und Kreuztische, Vorschubeinheiten, Plottern, Robotersteuerungen u. ae. Entsprechend Figur 1 ist eine Hauptsteuerung, und ein Operativspeicher mit mehreren Modulrechnern und zu jedem Modulrechner ein Zweitorespeicher (dual-port RAM) gehoerend, ueber einen gemeinsamen Systembus gekoppelt. Des weiteren sind die Zweitorespeicher ueber einen lokalen Nebenbus mit den dazugehoerenden Modulrechnern verbunden. Jeder Zweitorespeicher setzt sich aus zwei Speicherbereichen zusammen. Einerseits aus einem Speicherbereich, der aus der Sicht der Hauptsteuerung fuer jeden Modulrechner einen anderen Abschnitt im Gesamtadreszraum belegt und einem zweiten Speicherbereich, der aus der Sicht der Hauptsteuerung fuer alle Modulrechner dieselben Speicheradressen besitzt. Damit kann die Hauptsteuerung je nach Bedarf entweder mit jedem Modulrechner einzeln oder mit allen Modulrechnern gleichzeitig kommunizieren, ohne eine zusaetzliche E/A-Adreszgenerierung. Auszerdem besteht dadurch die Moeglichkeit der direkten Kommunikation aller Modulrechner untereinander. Fig. 1{Mehrrechneranordnung; Master-Slave Prinzip; Antriebssysteme; Mesz- und Feingeraetetechnik; Mesz- und Kreuztische; Plotter; Robotersteuerungen; Zweitorespeicher; dual-port RAM; Hauptsteuerung; Modulrechner}The invention relates to a multi-computer arrangement according to the master-slave principle for universal use in decentralized drive systems of Mesz- and Feingeraetetechnik, such. B. Mesz- and Kreuztische, feed units, plotters, robot controls u. ae. According to FIG. 1, a main controller, and an operational memory having a plurality of module computers and a dual-port RAM for each module computer, are coupled via a common system bus. Furthermore, the Zweitorespeicher are connected via a local auxiliary bus with the dazugehoerenden module computers. Each two-port memory is composed of two memory areas. On the one hand, from a memory area which, from the point of view of the main controller, occupies a different section in the overall address space for each module computer and a second memory area which has the same memory addresses for all module computers from the point of view of the main controller. This allows the main controller to communicate either with each module computer individually or with all module computers at the same time, as needed, without an additional I / O address generation. In addition, there is the possibility of direct communication of all module computers with each other. Fig. 1 {multi-computer arrangement; Master-slave principle; Engines; Mesz and Feingeraetetechnik; Mesz- and Kreuztische; Plotter; Robot controls; Two goals memory; dual-port RAM; Main controller; Module computer}

Description

ist. US-PS 3551694 zoigt ein System, bei dem jeder Prozessor seinen eigenen seriellen Datenbus hat, um ihn mit jeder Vorrichtung zu verbinden, zu der Daten übertragen werdon solion. Bei beiden Systemen sind die Probleme der Busbelegung verringert, da jeder Prozessor seinen eigenen Ausgangsbus hat, der mit jedem Datenzielpunkt verbunden ist. Die physikalischen Verbindungen zwischen den Prozessoren sind joi'och durch die große Zahl von Datenbussen relativ kompliziert. Außerdem eignet sich dieses System nicht besonders für die Hinzufügung weiterer Prozessoren, da der Datenbus mit jeder Vor.-ichtung verbunden sein muß, mit der er in Verbindung treten soll. Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Datenübertragung zwischen mehreren Prozessoren wiro in US-PS 414-9242 dargestellt. Sie besteht darin, jodon Prozossor mit oinom gomoi.isamen (oder Zweitore-) Speicher zu versohen, über den alle Datenübertragungen zu anderen Prozessoren innerhalb dos Systems geleitet werden. Der Vorteil einer solchen Architektur besteht darin, daß nach dor Verarbeitung lines Teils der anstohonden Daten durch den Prozessor diese Daten in den gemeinsamen Speichor zur Übertragung zu ein i.t anderen Prozessor abgelegt werden können. Der Quellprozessor kann dann andere Aufgaben erfüllen und os tritt keine Verzögerung dadurch oin, daß Lr auf don Bus warten muß, bis dieser zur Übertragung von Daten verfügbar ist. Jeder Modul hat einen separaton Datenbus, dor os mit jedem Prozossormodul verbindet, mit dom or kommunizieren soll. Um die Komplexität mohreror Datenbusse zur Vorbindung dor Prozessoren zu vermeiden, können die gemeinsamen Speicher dor Prozossormodule durch einon oinzolnon Systombus untereinander verounden sein. Datenübertragungen zwischen solchon Speichern könnon mit einem zusätzlichen Rechner oder einer zentralen D£ tenübortragungseinhoit durchgeführt werden, dio mit dom Systembus gekoppelt ist. Bei der in US-PS 4181936 so-.vie >m Aufsatz mit dem Titol „Dual-port RAM likes throughput in input/output controller board" in dor Zeitschrift Electronics vom 17. August 1978 beschriebenen Konfiguration besitzt jeder Prozessor einen Ein-/Ausgaboabschnit» und oinon gemeinsamen (Zwoitore-) Speicher, wodurch ein Prozessormodul gebildet wird. Jodor gemoinsamo Speicher ist einem Abschnitt dos Adreßraums des Systems zugeordnet, der durch alle mit dem Zusatzrechner, einem Masterrechner oder einor andoron zontralon Datenübertragungseinrichtung über den Systembus adressierbaren Speicherplätzen definiert ist. Da jeder Prozessormodul für das System lediglich als ein Spoicherblock erscheint, können weitere Module hinzugefügt worden, wobei dor Systombus und dio Programmierung des Systems minimal belastet worden. Jeder gemeinsame (Zwoitore-) Speicher besetzt oinon bestimmten Abschnitt dos Adressraums dos Systems, das heißt, daß die Anzahl dor dom Systembus hinzufügboron Modulo durch don Gosamtadreßraum der zusätzlichen Zentraleinheit bzw. des Masters begrenzt wird. Dieser Nachteil spielt jedoch in Stouerungssystemen für motorische Antriebe mit Zentraleinheiten in 16-bit-Technik fast keine Rollo, da der durch oinon 16-bit-Rechner adressiorbare Speichrraum sehr groß im Verhältnis zur Größe des Anteils der gemeinsamem Speichor der einzolnen Rechnermodulo ist. Da ferner jeder gemeinsame (Zweitore-) Speichor einon einheitlichen Adressonblock aufweist, kann dio zusätzliche Zentraleinheit bzw. der Master nur jeweils oinon gemeinsamen Speicher zu einem Zeitpunkt adrossieron. Für viele Anwendungen ist es jodoch wünschenswert, Daten gleichzeitig an mohroro Prozessoren übermitteln zu könnon. Dazu wird in PS DE 3247083 eine Mehrrochnerkonfiguration vorgeschlagen.is. U.S. Patent No. 3,551,694 teaches a system in which each processor has its own serial data bus to connect to each device to which data is transferred. Both systems reduce the bus utilization issues because each processor has its own output bus connected to each data destination. The physical connections between the processors are, however, relatively complicated by the large number of data buses. In addition, this system is not particularly well suited to adding more processors, since the data bus must be connected to each pre-sighting device with which it is to communicate. Another way to improve data transfer between multiple processors is shown in US Pat. Nos. 414-9242. It consists of optimizing jodon Prozossor with oinom gomoi.isamen (or two-way) memory, which routes all data transfers to other processors within the system. The advantage of such an architecture is that, after the processing of the portion of the contiguous data by the processor, these data may be stored in the common memory for transfer to another i.t. The source processor can then perform other tasks and there is no delay in that Lr must wait on the bus until it is available to transfer data. Each module has a separate data bus that connects to and communicates with each processor module. In order to avoid the complexity of modem data buses for pre-processor connection, the common memories of the processor modules may be interconnected by an ozone-less system bus. Data transfers between such memories can be made with an additional computer or a central data transfer unit coupled to the system bus. In US-PS 4181936 as -v.> M essay with the title "Dual-port RAM likes throughput in input / output controller board" in the magazine Electronics on 17 August 1978 described configuration, each processor has an input / output section Jodor gemoinsamo memory is associated with a portion of the address space of the system defined by all the memory locations addressable by the add-on, master, or onoron zontralon communication device over the system bus. Since each processor module appears to the system merely as a spoofing block, additional modules may have been added, minimizing the burden on the system's systombus and programming.Each shared (two-way) memory occupies a particular portion of the address space of the system, that is the number dor dom system bus adding boron modulo by don Gosamtadreßraum the additional central processing unit or the master is limited. However, this disadvantage plays almost no role in motor drive systems with central units in 16-bit technology, since the addressable by oinon 16-bit computer storage space is very large in relation to the size of the share of the common Speichor the einzolnen Rechnerermodulo. Furthermore, since each common (two-way) memory has a uniform address block, the additional central unit or the master can only be connected to one memory at a time. For many applications, however, it is desirable to be able to transmit data to mohroro processors at the same time. For this purpose, a multi-computer configuration is proposed in PS DE 3247083.

Ein Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß jeder gemeinsame (Zwoitore-) Speicher am Systembus für die Hauptsteuerung bzw. den Master dieselben Adressen hat. Da; bedeutet, daß jeder Speicher demselben Abschnitt dos Adreßraums der HauptsteuorLiig auf dem Systembus zugeordnet ist. Somit beanspruchen dio gemeinsamen Speicher denselbon Anteil dieses Adreßraums unabhängig von der Zahl der Speicher am System. Ein weiteror Vorteil besteht darin, daß diese Anordnung die Möglichkeit bietet, Informationen gleichzeitig in mehrere gemeinsame Speichor zu schreiben.An advantage of this arrangement is that each common (two-way) memory on the system bus for the main controller or the master has the same addresses. There; means that each memory is assigned to the same section of the address space of the main control line on the system bus. Thus, the shared memories occupy the same amount of address space regardless of the number of memories in the system. Another advantage is that this arrangement provides the ability to simultaneously write information into multiple shared memories.

Ein wesentlicher Nachteil der <n der PS DE 3247083 dargestellten Anordnung ist, daß zusätzlich zur Speichoradreßgenerierung eine Generierung mindestens eines Auswahlsignals bzw. dio Generiorung mindestens einor zusätzlichen Adresse für den jeweiligen Modul oder die jeweiligen Module erforderlich ist Daß hoißt, im Programm müssen dazu zusätzliche Befehle abgearbeitet worden. Daraus ergibt sich, daß diese Art der Auswahl der Module für echtzoitkritische Programme ungünstig ist. Des weiteren wird eine umfangreiche zusätzliche Hardware benötigt, um diese Modulgpneriorung zu steuern. Ein woitorer Nachteil besteht darin, daß eine direkte Kummunikation zwischen zwei Modulen ohne die Hauptsteuorung bzw. den Master zu banuuen nicht möglich ist. Es ist jodoch oft eine direkte Kommunikation zwischen ilen Modulrechnern erforderlich, z.B. bei Positioniersystemen, die Bahnkurven realisioron sollen, ohne den Umfang über die Hauptsteuerung bzw. den Master.A major disadvantage of the <n PS 3247083 arrangement shown is that in addition to the Speicheroradreßgenierung generation of at least one selection signal or dio generation at least one additional address for the respective module or modules is required that hoißt in the program need to additional commands been processed. As a result, this type of selection of the modules is unfavorable for real-time critical programs. Furthermore, extensive additional hardware is needed to control this module disruption. A woicherer disadvantage is that a direct Kummunikation between two modules without the main control or the master banuuen is not possible. Often, however, direct communication between module computers is required, e.g. in the case of positioning systems which are intended to realize trajectories realistically, without the circumference via the main control or the master.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, in einer Mehrrechnoranordnung durch Verbesserung der Datonaustauschbedingungen und Minimiorung doj Aufwandes für don Datenvorkehr zwischen dem Master und den Slaves bzw. don Slaves untereinander die Systombusbolegungszoit zu senken und damit dio Leistungsfähigkeit von Mehrrechneranordnungen für spezielle Steuerungsaufgaben mit hohen Echtzeitforderungen zu steigern.The aim of the invention is to reduce the Systombusbolegungszoit each other in a multi-computer arrangement by improving the Datonaustauschbedingungen and minimizing doj effort for don't data provision between the master and the slaves or don slaves and thus to increase the performance of dioecomputer systems for special control tasks with high real-time requirements.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe dor Erfindung ist es, eine verbesserte Mehrrechnerkonfiguration anzugeben, die mit einor großen Anzahl von Prozessoren arbeiten kann und das gleichzeitige Schreiben von Daten in gemeinsame (Zweitoro-) Speichor ermöglicht, ohne ein zusätzliches Auswahlsignal für dio Module generieren zu müssen. Des weiteren soll dio Möglichkeit bestehen, daß ein Modulrechner (Slave) an andere Modulrechnpr (Slaves) Daton übermitteln kann, ohne dabei die Hauptsteuorung (Master) un J deren Operativspeicher zum Zwischenspeichern nutzen zu müssen.The task dor invention is to provide an improved multi-computer configuration that can work with a large number of processors and the simultaneous writing of data in common (two-port) memory allows without having to generate an additional selection signal for dio modules. Furthermore, there should be the possibility that a module computer (slave) can transmit data to other module computers (slaves) without having to use the main controller (master) and their operational memory for buffering.

Die Verteilung der Aufgaben ι. B. eines Positioniersystems auf mehrere Prozessoren sichert einerseits oino hohe Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems und andererseits wird damit die Transparent der implomontierton Software sowie die Zuverlässigkeit durch dio Schaffung redundanter Funktionen erhöht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in Figur 1 dargestellte Konfiguration gelöst. Mit einem gemeinsamen Systembus sind eine Hauptsteuerung bzw. ein Master und eine Opsiaiivspeicherbaugruppe und mehrere Modu!rechner bzw. Slaves gekoppelt. Des weiteren befinden sich am Systembr · für jeden Modulrechner ein Zweitorospeicher. Dieser Zweitorespeicher ist mit dom Systombus und über einen lokalen Nebenbus mi. dem dazugehörigen Modulrechner (Slave) verbunden. Von besonderer Bedeutung st die Ausgestaltung des Zweitorespeichers und die Zugriffsmöglichkeiten zu ihm durch die Hauptsteuerung und die Modulrechner. ZumThe distribution of tasks ι. As a positioning on several processors on the one hand oino ensures high performance of the overall system and on the other hand, so that the transparency of implomonton software and the reliability is increased by the creation of redundant redundant functions. According to the invention, the object is achieved by the configuration shown in FIG. A common system bus is used to couple a main controller or a master and an opsiive memory module and a plurality of modulo computers or slaves. Furthermore, there is a two-port memory at the system bridge for each module computer. This two-port memory is with dom Systombus and over a local Nebenbus mi. connected to the associated module computer (slave). Of particular importance st the configuration of the two-port memory and access to it by the main controller and the module computer. To the

3 282 0833 282 083

Zwoitorespeicher oinos jeden Prozossormoduls kann entweder der Prozessor des jeweiligen Module über seinen lokalen Nobenbus oder die Hauptsteuerung (Mastor) über den Systombue zugreifen. Joder gemeinsame Speichor besitzt eino Logik zur Erteilung der Zugriffsrechto, die notwendig ist bei einem Versuch der Hauptsteuerung und der Modulrechner gleichzeitig zum Zweitorospeicher zuzugreifen, wobei Prioritäten beim Versuch des gleichzeitigen Zugriffs festgelegt worden können. Jeder Zweitorespeicher besteht aus zwei Speicherbereichen, einem Speicherbereich, der aus der Sicht dor Hauptsteuerung für jeden Modulrechner einen anderen Abschnitt im Gesamtadreßraum belegt und einem zweiten Speicherbereich aus einem oder mehreren Registern bestehend, die aus der Sicht der Hauptstouerung bzw. dos Systembus' für alle Modulrechner diesolbe oder dieselben Speicheradressen bositzon. Das hat den Vorteil, daß eine zusätzliche E/A-Adroßgonoriorung wie In dor PS DE 3247083 entfällt und mit einer einmaligen Spoichoradroßgenorieru ng direkt auf dio jeweilige Speicherzelle zugegriffen werden kann, was besonders wichtig bei echtzoitkritischen Programmen ist Aus der Sicht der Modulrechner ist der Bereich der Zwoitorespeicher beliebig innerhalb dos adressierbaron Gosamtspeicherraumos des jeweiligen Modulrechnors fostlegbar. Wio bereits ausgeführt, umfaßt jeder Zweitorespeicher ein oder mehrere Register innerhalb seines Speicheradreßraumes, die aus de; Sicht dos Systembus' bzw. dor Hauptsteueriing dieselbe Adresse besitzen. Daraus ergibt sich, daß beim Ansprechen dieser Registoradrosson eine gleichzeitige Kommunikation zwischen der Hauptsteuerung und allen Modulrechnern möglich ist. Ebenso besteht auf diesem Wege die Möglichkeit, über den Systembus eine direkte Kommunikation zwischen allen Modulrechnern durchzuführen, ohne eine zusätzliche Ein/Ausgabo-Adreß-Generieurung. Dabei übernimmt ein Modulrechner die Funktion des Quellrechners und alle anderen Modulrechner sind Empfänger. Dieses oder dieso Register besitzen aus der Sicht der Hauptstouerung zwar alle diesolben Speicheradressen, sind aber im Gesamtspoicherraum frei festlegbar. Aus der Sicht der Modulrechner können diese Register im Speicherraum eines jeden Moduls frei festgelegt worden. Über den Systombusanschluß sind die Modulrechner außerdem in der Lage, den sich am Systembus befindlichen Operativspeicher zu nutzen. Diese Art der Mehrrechnerkopplung eignet sich besonders für Echtzeitsysteme, wie z. B. Positionierbaugruppon.Zwoitorespeicher oinos each Prozossormoduls either the processor of the respective module over its local Nobenbus or the main control (Mastor) over the Systombue access. The shared memory has a logic for granting the access rights necessary to access the two-port memory simultaneously in an attempt of the main controller and the module computers, whereby priorities in attempting concurrent access can be set. Each two-port memory consists of two memory areas, a memory area occupying a different section in the total address space from the main controller's point of view for each module computer and a second memory area consisting of one or more registers from the master bus or system bus point of view for all module computers the same or the same memory addresses bositzon. This has the advantage that an additional I / O Adroßgonoriorung as in dor PS DE 3247083 deleted and with a single Spoichoradroßgenorieru ng directly to the respective memory cell can be accessed, which is particularly important in real-critical programs From the point of view of the module computer is the area the Zwoitorespeicher fostlegbar within dos adressierbaron Gosamtspeicherraumos the respective module computer. Wio already stated, each two-port memory comprises one or more registers within its memory address space, which are made up of de; View of the system bus or the main control unit have the same address. It follows that when addressing this Registoradrosson a simultaneous communication between the main controller and all module computers is possible. Likewise, there is the possibility in this way to perform a direct communication between all the module computers via the system bus, without an additional I / O address generation. A module computer assumes the function of the source computer and all other module computers are receivers. Although this or these registers have all the same memory addresses from the perspective of the main control, they can be freely defined in the overall pouch space. From the point of view of module computers, these registers can be freely set in the memory space of each module. The module computers are also able to use the operating memory located on the system bus via the system bus connection. This type of multicomputer coupling is particularly suitable for real-time systems, such. B. Positioning group.

AusführungsbelsplelAusführungsbelsplel

In den Zeichnungen züigon Figur 1 eine Mehrrechneranordnung nach dem Master-Slave Prinzip mit einer Kopplung des Masters mit den Slaves über Zweitorespeicher und Figur 2 als Ausführungsbeispiol eine Positioniorbauciruppe zur beschriebenen Mehrrechneranordnung. An einem gemeinsamen Systembus 1 befinden sich ein Baugruppenrechner 7 (Mastor), ein Operativspeicher 3, eino Intorfacebaugruppe 8, drei Achsrechner 9 (Slaves) und zu jedem Achsrechner 9 jeweils ein mit ihm über einen lokalon Nebenbus 6 verbundener Zweitorespeicher 5. Jeder Zweitorespeicher 5 ist außerdem mit dem Systembus 1 verbunden. Dor Operativspeicher 3 wird nur vom Baugruppenrechnor 7 benutzt. Dio Kommunikation zwischen dem Master 7 und don Slaves 9 erfolgt ausschließlich über die Zweitorespeicher 5. Dio Achsrechner 9 (Slaves) dienen zur Positionierung in X-Richtung, in Y-Richtung und in -Richtung. Dor Baugruppenrechnor / und alle drei Achsrechner 9 sind hardwaremäßig identisch aufgebaut, wodurch die Möglichkeit entsteht, daß jeder Achsrechner 9 auch bei Bedarf dio Funktion des Mes'.ors 7 übernehmen kann. Jeder Achsrechnor 9 besteht aus einer zentralen Verarbeitungseinheit, oinpm Programm- und Datenspeicher und einer speziellen Ein/Ausgabe-Baugruppe, die eine Schnittstelle zum Meßglied 10 bildet. Als Meßglieder 10 worden inkremental Gebor eingesetzt.In the drawings, Figure 1 shows a multi-computer arrangement according to the master-slave principle with a coupling of the master with the slaves via two-port memory and Figure 2 as Ausführungsbeispiol a Positioniorbauciruppe to the described multi-computer arrangement. On a common system bus 1 are an assembly computer 7 (Mastor), a 3 Operativspeicher, ano Intorfacebaugruppe 8, three Achsrechner 9 (slaves) and each Achsrechner 9 each connected to it via a lokalon sub-bus 6 Zweitorespeicher 5. Each Zweitorespeicher 5 is also connected to the system bus 1. Dor Operativspeicher 3 is used only by the module calculator 7. Dio communication between the master 7 and don slaves 9 takes place exclusively via the secondary memory 5. Dio axis computers 9 (slaves) are used for positioning in the X direction, in the Y direction and in direction. Dor module calculator / and all three Achsrechner 9 are constructed identically in terms of hardware, which creates the possibility that each Achsrechner 9 can take over if necessary dio function of Mes'.ors 7. Each axis calculator 9 consists of a central processing unit, oinpm program and data memory and a special input / output module, which forms an interface to the measuring element 10. As measuring elements 10 have been used incrementally Gebor.

Jeder Zweitorespeicher 5 unterteilt sich in zwei Speichergruppen. Einer urston Speichorgruppe 5A, bestehend aus Ί kWorte RAM, die aus der Sicht des Masters 7 für jeden Achsrechnor 9 einen anderen Abschnitt im Gesamtadroßraum des Speichors belegt und einer Spoichergruppe 5 B, bestehend aus 4 Byte, organisiert zu zwei Worten, die aus der Sicht des Masters 7 für jeden Achsrechner 9 dieselbe Adresse besitzen.Each two-port memory 5 is divided into two memory groups. An urston storage group 5A, consisting of Ί kWorte RAM, occupies from the point of view of the master 7 for each axis calculator 9 another section in the Gesamtadössraum of the memory and a Spoichergruppe 5 B, consisting of 4 bytes, organized into two words, from the point of view of the master 7 for each axis 9 have the same address.

Des weiteren besitzt jeder Zweitorespeicher 5 eino spezielle Zugriffslogik 5C, die bei einem eventuellen gleichzeitigem Zugriffsversuch von Master 7 und Slavo 9 auf den gemeinsamen Zwoitorespeicher 5 die Zugriffsrechte orteilt. Di i Baugruppe hat die Aufgabe, ein Objekt entsprechend einer vorgegebenen Fahrkurve zeitoptimal zu hochgonau zu positionieren. Dazu übermittelt der Baugruppenrechner 7 über die Speichsrgruppe 5A den Achsrechner 9 die orfordorlichen Stützpunkte zur Ermittlung ihrer spezifischen Fahrkurven. Die Achsrechner 9 können diese dann aus den Zwoitorospeichern 5 nach erfolgten Parameter- und Anfangswortberechnungen übernehmen. Nachdem dio Achsrechnor dio Fahrkurvcn berechnet haben, beschreibt der Baugruppenrechnor 7 die Register der Speichorgruppe 5B in allen Zweitorespeichern 5 gleichzeitig mit bestimmten Wortkombinationen. Diese dienen z. B. der Realisierung einer hochgonauon Fahrkurvo. Dio Wortregister der Speichergruppe 5B t-onnen ebenfalls zur schnellen Übermittlung von Statusinformationen durch den Master 7 oder einen Slavo 9 an alle anderen laves 9, ζ. B. in Havariesitua'ionen, verwendet weiden. Die Interfacebaugruppo 8 dient zur Realisierung einer seriellen Schnittstolle 11 zu oinem übergeordneten Hostrechner.Furthermore, each Zweitorespeicher 5 eino special access logic 5C, which ortst in a possible simultaneous access attempt by Master 7 and Slavo 9 on the common Zwoitorespeicher 5 access rights. Di i module has the task of optimally positioning an object according to a given travel curve. For this purpose, the module computer 7 transmits, via the memory group 5A, the axis computer 9 the orfordorlichen bases for determining their specific driving curves. The axis calculator 9 can then take these from the Zwoitorospeichern 5 after parameter and initial word calculations. After the axle calculator has calculated the travel curves, the module computer 7 describes the registers of the memory group 5B in all the second memories 5 simultaneously with specific word combinations. These serve z. B. the realization of a hochgonauon Fahrkurvo. Dio word register of the memory group 5B t -onnen also for fast transmission of status information by the master 7 or a Slavo 9 to all other laves 9, ζ. B. grazing situations, used grazing. The interface module 8 is used to implement a serial interface 11 to a parent host computer.

Claims (3)

1. Mehrrechneranordnung nach dem Master-Slave Prinzip mit oin.er Hauptsteuerung und mit mehreren über einen Systembus verbundenen Modulrochnern von denen jeder über einen lokalen Nebenbus mit einem ebenfal's über den Systembus mit dem Master verbundenen Zweitorespeicher gekoppelt ist, der zur Kommunikation zwischen der Hauptsteuerung und den Modulrechnern bzw. der Modulrechner untereinander dient, gekennzeichnet dadurch, daß jeder Zweitorespeicher (5) einen zweigeteilten Speicher aufweist, wobei der erste, der Einzelkommunikation mit der Hauptsteuerung (2) bzw. mit einem anderen Modulrechner (4) dienende, Speicherbereich (5A) für jeden Zweitorospeicher (5) einen anderen Abschnitt im Speicheradreßraum der Hauptstouerung (2) be'egt und der zweite, der gleichzeitigen Kommunikation der Hauptsteuerung (2) mit allen rviodulrechnern (4) und aller Modulrechner (4) unter einender dienende, Speicherbereich (5B) für jeden Zweitorespeicher (5) bezüglich der Hauptsteuerung (2) am Systembus (1) einen gemeinsamen Adressenblocl; aufweist.1. Multi-computer arrangement according to the master-slave principle with oin.er main controller and with several connected via a system bus modulators each of which is coupled via a local bus with a ebenfal's connected via the system bus to the master two-store, which is used for communication between the main controller and the module computers or the module computer with each other, characterized in that each Zweitorespeicher (5) has a two-part memory, wherein the first, the individual communication with the main controller (2) or with another module computer (4) serving, memory area (5A) for each second-processor memory (5) another section in the memory address space of Hauptstouerung (2) be'egt and the second, the simultaneous communication of the main controller (2) with all rviodulrechnern (4) and all module computers (4) under einender serving, memory area (5B ) for each two-port memory (5) with respect to the main controller (2) on the system bus (1) a common address block; having. 2. Mehrrechneranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Modulrechner (4) und Hauptsteuerung (2) identisch aufgebaut sind.2. Multi-computer arrangement according to claim 1, characterized in that module computer (4) and main controller (2) are constructed identically. 3. Mehrrechneranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in jedem Zweitor9speicher (5) der zwoite Speicherbereich (5B) mit seinen Adressen im £in-/Ausgabe-Adreßbereich liegt.3. Multi-computer arrangement according to claim 1, characterized in that in each Zweitor9speicher (5) of the zwoite memory area (5 B) is located with its addresses in the input / output address range. Hierzu ? Seiten ZeichnungenFor this ? Pages drawings Anwendungsgebiet dor ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft eine Mehrrechneranordnung für den universellen Einsatz in dezentralisierten Antriebssystemen der Meß- und Feingorätetechnik, wie z.B. Meß- und Kreuztische, Vorschubeinheiten, Plotter, u.a. Durch die in der Erfindung vorgestellte Mehrrechneranordnung v/ird eine hoho Rechonleistung das Gesamtsystems gewährleistet, die di ι Implementierung leistungsfähiger Lagerregelalgorithmen ermöglicht, mit denen eine präzise und hochdynamische Positionierung der eingesetzton Antriebe realisiert wird. Dos weiteren ist dio Mehrrechnoranordnung in allen hierarchisch organisierten dezentralen Steuereinrichtungen, bei denen die Aufgabe besteht, viele Echtzeitprozesse parallel abzuarbeiten, bei einer gleichzeitig möglichst geringen Belastung des Systembusses, einsetzbar.The invention relates to a multi-computer arrangement for universal use in decentralized drive systems of the measuring and fine gate technology, such. Measuring and cross tables, feed units, plotters, etc. By virtue of the multicomputer arrangement presented in the invention, a high performance of the recomputation ensures the overall system, which enables the implementation of efficient storage control algorithms with which a precise and highly dynamic positioning of the inserted drives is realized. Dos is also the multi-computer arrangement in all hierarchically organized decentralized control devices, where the task is to process many real-time processes in parallel, at the same time as low as possible load on the system bus, can be used. Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Antriebssysteme mit einem einzigen Prozessor, der auch oft als Zentraleinheit bezeichnet wird, sind durch die Größe und Arbeitsgeschwindigkeit der Zentraleinheit selbst begrenzt. Das trifft besonders bei solchen Antriebssystemen zu, bei denen eino Zentraleinheit mehrere Motoren steuern muß. Um dio Leistungsfähigkeit solcher Antrifibssysteme zu erhöhen, werden verschiedene Mohrrechnerkonfigurationen vorgeschlagen. Mehrrechnerkonfigurationen sind Systeme mit mehreren Prozessoren. Eine Variante besteht darin, daß eine Zentraleinheit die Funktion eines Masters übernimmt und die anderen Zentraleinheiten Slaves darstellen. Aus dieser Festlegung ergeben sich verschiedene Möglichkeiten zur Gestaltung der Architektur einer solchen Baugruppe. So kann man jeden zusätzlichen Prozessor (Slave) mit dem Systembus koppeln, der den Master mit Speichern und Ein- und Ausgabevorrichtungen verbindet. Dor Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß jede Zentraleinheit mit den anderen Zentraleinheiten beim Zugriff zum Systembus, zwecks Datenaustausch mit dem Systemspeicher oder einer Ein- oder Ausgabevorrichtung, konkurrenzfähig sein muß. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei diesem Prinzip allgemein die Komplexität der Programme erhöht wird. Beide Nachteile können die Arbeitsgeschwindigkeit einer jeden Zentraleinheit herabsetzen. Sie wirken sich besonders schwerwiegend bei bestimmten Echtzeitanwendungen wie beispielsweise hochgenauen und hochdynamischen Positioniersystemen aus, bei denen oft größere Datenmengen ausgetauscht und verarbeitet werden müssen und größere Verzögerungen bei der Echtzeitabarbeitung kritischer Programmabschnitte der Slaves durch die Belegung des Systembusses nicht zulässig sind. Eine weitere Möglichkeit besteht dar in, mit jeder zusätzlichen Zentraleinheit einen Einzelmodul zu bilden. Jeder Modul kann eine Logik für direkten Speicherzugriff und einen Arbeitsspeicher enthalten. Dadurch ka.~r. d;e Busbelegung teilweise verringert werden. Aber auch hierbei entstehen zum Teil noch recht beachtliche Verzögerungen infolgt hoher Busbelegung, die bei bestimmten Echtzeitanforderungen nicht vertretbar sind. Um die Busbelcgung zu minimieren wurden schon verschiedene Verbindungsprinzipien für Prozessoren vorgeschlagen. Beispielsweise beschreibt US-PS 3815095 ein System, bei dem jeder Prozessor einen Multiplexer enthält, der wahlweise Daten von mehreren Datenbussen aufnimmt, wobei jeder Datenbus mit dem Ausgang eines Prozessors verbundenDrive systems with a single processor, which is often referred to as a central unit, are limited by the size and operating speed of the central unit itself. This is especially true in such drive systems where a central unit must control multiple motors. In order to increase the performance of such Antrifibssysteme various Mohrrechnerkonfigurationen are proposed. Multicomputer configurations are multi-processor systems. A variant consists in that one central unit assumes the function of a master and the other central units represent slaves. From this definition, there are various possibilities for designing the architecture of such an assembly. So one can couple each additional processor (slave) with the system bus, which connects the master with memories and input and output devices. The disadvantage of this arrangement is that each central unit must be competitive with the other central units in accessing the system bus for data exchange with system memory or an input or output device. Another disadvantage is that this principle generally increases the complexity of the programs. Both disadvantages can reduce the operating speed of each central unit. They have particularly severe effects in certain real-time applications such as highly accurate and highly dynamic positioning systems, where often larger amounts of data must be exchanged and processed and greater delays in the real-time processing of critical program sections of the slaves are not allowed by the system bus. Another possibility is to form a single module with each additional central unit. Each module may include direct memory access logic and memory. Thereby ka. ~ R. d ; e bus occupancy partially reduced. But even here there are still quite considerable delays in the high bus occupancy, which are unacceptable for certain real-time requirements. In order to minimize the Busbelcgung have been proposed various connection principles for processors. For example, US Pat. No. 3,815,095 describes a system in which each processor includes a multiplexer that selectively receives data from multiple data buses, each data bus connected to the output of a processor
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007021992A1 (en) * 2007-05-08 2008-11-13 Frankl & Kirchner GmbH & Co KG Fabrik für Elektromotoren u. elektrische Apparate machine control

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