DE10060124A1

DE10060124A1 - Verfahren zum Betrieb eines Datenverarbeitungssystems

Info

Publication number: DE10060124A1
Application number: DE2000160124
Authority: DE
Inventors: Werner Pfatteicher
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2002-06-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Datenverarbeitungssystems mit einer Speicheranordnung, über die interne und externe Lese- und Schreibzugriffe für die zu schreibenden bzw. auszulesenden Daten geführt werden, wobei die Daten sowohl in Lese- als auch in Schreibrichtung jeweils in einem Schattenspeicher (SSE, SSA) ablegbar sind. Vor einem internen Lesen wird ein Umschaltbit gesetzt, welches ein Kopieren des Inhalts des Originalspeichers (SA) in den Schattenspeicher (SSA) für das interne Lesen veranlasst, und nach dem internen Lesen wird das Umschaltbit gelöscht. Vor einem internen Schreiben wird eine HOLD-Anforderung gesetzt, wobei mit einem Rücksetzen des HOLD-Bits der Inhalt des Schattenspeichers (SSE) in den Originalspeicher (SE) für das interne Schreiben kopiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Daten verarbeitungssystems, insbesondere für Automatisierungsgeräte zur Steuerung und/oder Regelung einer technischen Anlage.

Es ist beispielsweise aus der EP 0 375 194 B1 bekannt, dass ein Datenverarbeitungssystem mit einem so genannten Dual- Port-RAM versehen ist, über das die Lese- und Schreibzugriffe für die abzuspeichernden bzw. auszulesenden Daten geführt und diese Daten in vorgegebenen Speicherbereichen des Dual-Port- RAMs gespeichert werden können. Es ist hieraus weiterhin be kannt, dass sowohl in Lese- als auch in Schreibrichtung je weils ein Schattenspeicher für die transportierten Daten vor handen ist, so dass eventuell gleichzeitige Lese- und/oder Schreibzugriffe im Datenverarbeitungssystem möglich sind.

Bei einer solchen Anordnung sollen im Datenspeicher, z. B. beim internen Lesen des Eingabespeichers, auch über große transportierte Datenmengen die Daten konsistent gehalten werden und dabei sollten auch die externen Schreibzugriffe nicht verzögert werden. Ebenso muss auch die Datenkonsistenz beim internen Schreiben gewährleistet werden und die externen Lesezugriffe sollten sich auch hier nur in geringem Maße verzögern.

Bei ebenfalls an sich bekannten Anordnungen mit einem Dual- Port-Speicher ohne Schattenspeicher ist dieser in zwei Be reiche unterteilt, nämlich den Eingabespeicher und den Aus gabespeicher. Für das interne Lesen des Ausgabespeichers wurde hier ein Konsistenzbit deklariert, welches vor jedem internen Lesen zurückgesetzt werden musste. Bei jedem exter nen Schreibzugriff auf diesen Ausgabespeicher wurde dieses Bit gesetzt. Nach dem internen Lesen wurde dann das Bit abgefragt, wobei bei einem gesetzten Bit die Daten verworfen wurden und das Lesen wiederholt werden musste. Vor jedem internen Schreiben auf den Eingabespeicher musste eine so genannte HOLD-Anforderung gestellt werden und man musste auf deren Quittierung warten, so dass erst nach der Quittierung in den Eingabespeicher geschrieben werden konnte. Die HOLD- Anforderung musste danach sofort wieder weggenommen werden, um den externen Lesezugriff nicht für eine lange Zeit zu verzögern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Daten verarbeitungssystem und ein Verfahren zur Verarbeitung von Daten nach der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass eine einfache und kostengünstige Lösung mit einer hohen Datenkonsistenz ohne aufwendige Protokolle realisiert werden kann.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb eines Datenverarbeitungssystems der eingangs angegebenen Art mit einer Speicheranordnung weitergebildet, über die interne und externe Lese- und Schreibzugriffe für die zu schreibenden bzw. auszulesenden Daten geführt werden, wobei die Daten sowohl in Lese- als auch in Schreibrichtung jeweils in einem Schattenspeicher ablesbar sind. In vorteilhafter Weise wird gemäß der Erfindung vor einem internen Lesen in dem Daten verarbeitungssystem ein so genanntes Umschaltbit "Konsistenz" gesetzt, welches ein Kopieren des Inhalts des Original speichers in den Schattenspeicher für das interne Lesen ver anlasst, und nach dem internen Lesen wird das Umschaltbit ge löscht.

In vorteilhafter Weise ist auch der umgekehrte Weg auf ein fache Weise möglich, bei dem vor einem internen Schreiben eine HOLD-Anforderung gesetzt wird und mit dem Rücksetzen dieses HOLD-Bits in einer Pause der externen Zugriffe der Inhalt des Schattenspeichers in den Originalspeicher für das interne Schreiben veranlasst wird.

Durch die erfindungsgemäße Steuerung des Datenverkehrs über die Schattenspeicher wird somit eine einfache und kosten günstige Lösung mit einer automatisierten Sicherstellung einer hohen Datenkonsistenz für Datenmengen größer als 1 Byte ohne aufwendige Protokolle möglich. Es ist im einfachsten Fall eine Speicheranordnung ohne ein Dual-Port-RAM mit ledig lich unterschiedlichen Speichern anwendbar, bei der von einer Seite für das interne Schreiben nur beschrieben und von der anderen Seite für das externe Lesen nur gelesen werden kann. Es können dabei jedoch Datenblöcke von 1 bis n Byte geschrie ben werden, die dann von der Seite für das externe Lesen kon sistent gelesen werden müssen. Es dürfen somit von der Seite für das interne Schreiben keine Daten in den Originalspeicher geschrieben werden, wenn von der Seite für das externe Lesen gerade gelesen wird. Deshalb werden nach Ende des Schreibens von der Seite für das interne Schreiben in einer Pause, wenn die Seite für das externe Lesen nicht liest, die Daten vom Schattenspeicher für das interne Schreiben nach dem Original speicher übertragen.

Dadurch, dass vor dem internen Lesen das Umschaltbit "Konsis tenz" gesetzt wird und hardwaremäßig der Inhalt des Original speichers in den Schattenspeicher kopiert wird, kann mittels einer Verriegelung sichergestellt werden, dass die Daten im Originalspeicher konsistent sind. Nun kann beliebig lange der gesamte Datenbereich konsistent gelesen werden. Das externe Schreiben kann weiterhin, wie bisher, in den Originalspeicher erfolgen.

Wenn nach dem internen Lesen das Umschaltbit wieder gelöscht wird, gehen die internen Lesezugriffe bis zum erneuten Setzen des Umschaltbits ohne Konsistenzsicherung in den Original speicher für das interne Lesen.

Jeder interne Schreibzugriff geht jedoch auf den Schatten speicher für das interne Schreiben, so dass beliebig lange auf diesen Schattenspeicher zugegriffen werden kann. Mit dem Rücksetzen des HOLD-Bits werden, wie oben beschrieben, in einer Pause die externen Zugriffe vom Schattenspeicher für das interne Schreiben in den Originalspeicher für das interne Schreiben übertragen.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Die Erfindung wird anhand des in einer einzigen Figur der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

In der Figur ist in einer schematischen Darstellung eine Speicheranordnung für Daten in einem hier nicht näher er läuterten Datenverarbeitungssystem gezeigt, über die Schreib- und Lesezugriffe für die Daten sowohl intern als auch über ein externes Bussystem, wie z. B. einen Schieberegisterbus SRB, möglich sind.

Auf einer Seite, gemäß der linken Seite der Darstellung, erfolgt ein internes Schreiben über einen Schattenspeicher SSE in einen Originalspeicher SE. Die Datenübertragung zwi schen dem Schattenspeicher SSE und dem Originalspeicher SE auf der Seite für das interne Schreiben wird über eine HOLD- Anforderung gesteuert. Auf der anderen Seite erfolgt ein internes Lesen über einen Schattenspeicher SSA zu einem Originalspeicher SA. Die Datenübertragung zwischen dem Schattenspeicher SSA und dem Originalspeicher SA auf der Seite für das interne Lesen wird über ein Umschaltbit "Konsistenz" gesteuert.

Jeder interne Schreibzugriff geht zunächst auf den Schatten speicher SSE für das interne Schreiben, so dass beliebig lange auf diesen Schattenspeicher SSE zugegriffen werden kann. Mit dem Rücksetzen des HOLD-Bits werden in einer Pause die externen Zugriffe vom Schieberegisterbus SRB vom Schat tenspeicher SSE für das interne Schreiben in den Original speicher SE für das interne Schreiben übertragen. Die zuvor erwähnte HOLD-Anforderung sollte vor dem internen Schreiben immer gesetzt sein, wobei die Quittung auf diese Anforderung mit einer Ausnahme immer sofort gegeben wird und die Ausnahme z. B. dann gegeben ist, wenn zwischen der Rückflanke und dem erneuten Setzen der HOLD-Anforderung keine Pause zum Über tragen der beiden Speicherinhalte (SSE nach SE) gefunden wurde.

Eine Steuerung der Zugriffe für ein internes Lesen gemäß der rechten Seite der Figur erfolgt hierbei in vergleichbarer Weise wie beim beschriebenen Zugriff für das interne Schrei ben. Vor dem internen Lesen wurde ein Umschaltbit gesetzt, welches hardwaremäßig den Inhalt des Originalspeichers SA in den Schattenspeicher SSA kopiert. Es kann so mittels einer Verriegelung sichergestellt werden, dass die Daten im Origi nalspeicher SA konsistent sind. Nun kann beliebig lange der gesamte Datenbereich konsistent gelesen werden. Das externe Schreiben kann weiterhin, wie bisher, in den Originalspeicher erfolgen. Wenn nach dem internen Lesen das Umschaltbit wieder gelöscht wird, gehen die internen Lesezugriffe bis zum er neuten Setzen des Umschaltbits ohne Konsistenzsicherung in den Originalspeicher SA für das interne Lesen.

Claims

1. Verfahren zum Betrieb eines Datenverarbeitungssystems mit einer Speicheranordnung, über die interne und externe Lese- und Schreibzugriffe für die zu schreibenden bzw. auszulesen den Daten geführt werden, wobei die Daten sowohl in Lese- als auch in Schreibrichtung jeweils in einem Schattenspeicher (SSE, SSA) ablegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem internen Lesen ein Umschaltbit gesetzt wird, wel ches ein Kopieren des Inhalts des Originalspeichers (SA) in den Schattenspeicher (SSA) für das interne Lesen veranlasst, und dass nach dem internen Lesen das Umschaltbit gelöscht wird.

2. Verfahren zum Betrieb eines Datenverarbeitungssystems mit einer Speicheranordnung, über die interne und externe Lese- und Schreibzugriffe für die zu schreibenden bzw. auszulesen den Daten geführt werden, wobei die Daten sowohl in Lese- als auch in Schreibrichtung jeweils in einem Schattenspeicher (SSE, SSA) ablegbar sind, oder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem internen Schreiben eine HOLD-Anforderung gesetzt wird, wobei mit einem Rücksetzen des HOLD-Bits der Inhalt des Schattenspeichers (SSE) in den Ori ginalspeicher (SE) für das interne Schreiben kopiert wird.

3. Software-Modul für eine Datenverarbeitungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Software- Modul so aufgebaut ist, dass programmgesteuert ein Setzen oder Rücksetzen des HOLD-Bits und/oder des Umschaltbits bewirkt wird.