DE1549457C3 - Datenverarbeitungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Datenverarbeitungsanlage, bestehend aus einer zentralen Verarbeitungseinheit, über Datenkanäle mit dieser verbundenen Anschlußeinheiten sowie aus einer Kanalsteuereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind bereits Datenverarbeitungsanlagen bekannt, die zur Kopplung einer zentralen Verarbeitungseinheit mit Anschlußeinheiten, wie externen Speichern oder Ein- und Ausgabeeinheiten, separate Steuereinrichtungen verwenden, die durch entsprechende Übertragungs-Steuerbefehle im Hauptprogramm der zentralen Verarbeitungseinheit in Tätigkeit gesetzt werden und daraufhin die eingeleitete Ubertragungsoperation selbsttätig bis zu ihrem Ende

ίο ausführen (DT-AS 1 190 704 und 1193 707). Die Steuereinheit stellt dabei sicher, daß jeweils die richtige Zahl Datenbytes von der richtigen Anschlußeinheit zur richtigen Hauptspeicheradresse oder umgekehrt übertragen werden, wobei eine einzelne

¹S Übertragungsoperation bereits die Übertragung eines großen Datenblockes umfassen kann. Die zentrale Datenverarbeitungseinheit kann daher unmittelbar nach dem Start einer Ubertragungsoperation zur Weiterarbeit an der Ausführung des Hauptprogramms zurückkehren, so daß sie durch die relativ langsame Arbeitsweise der Anschlußeinheiten während der Übertragung nicht behindert wird. Erst wenn die Übertragungsoperation beendet ist, wird durch ein Übertragung-Beendet-Signal von der be-

^a5 treffenden Anschlußeinheit eine Programmunterbrechung angefordert, um die Steuereinrichtung auf eine neue Übertragungsoperation einzustellen.

Es ist außerdem in der Offenlegungsschrift 1 499 206 bereits vorgeschlagen worden, eine derartige Steuereinheit unter Wirkung von im Speicher der zentralen Verarbeitungseinheit enthaltenen Kanalkommando-Steuerwörtern unabhängig vom Programm zu betreiben. Auch hier hat das Hauptprogramm der zentralen Verarbeitungseinheit lediglich eine auslösende Funktion für die Ausführung einer Ubertragungsoperation. Ist diese Operation beendet so kann eine Unterbrechung des Hauptprogramms bei einer bestimmten Art der Kanalkommando-Steuerwörter dadurch vermieden werden, daß das Übertragung-Beendet-Signal von einer Anschlußeinheit eine Verkettungs-Steuerschaltung in der Steuereinheit zur Wirkung bringt, wodurch ein weiteres Kanalkommando-Steuerwort aus dem zentralen Speicher entnommen wird, mit dem die folgende Übertragungsoperation begonnen wird. Es ist auf diese Weise möglich, eine Kanalkommandofolge zusammenzustellen, innerhalb der die Speicherbereiche des zentralen Speichers, von oder zu denen Übertragungen stattfinden sollen, und auch die Art der Übertragungsoperationen (z. B. Lesen vom Magnetband oder Schreiben auf Magnetband) gewechselt werden können. Eine derartige Ubertragungs- bzw. Kanalsteuereinheit ist nicht allein zur Steuerung von Datenübertragungen zu oder von peripheren Anschlußeinheiten geeignet, sondern kann auch zur Kopplung mehrerer selbständiger Datenverarbeitungsanlagen zu einem komplexen Datenverarbeitungssystem dienen, wobei beispielsweise eine das Hauptprogramm ausführende Datenverarbeitungsanlage eine andere Datenverarbeitungsanlage als Ein-

und Ausgabeeinheit benutzen kann.

In der Praxis können Bedingungen auftreten, die ein Abweichen von einer vorgegebenen Kanalkommandofolge erfordern. Dies ist z. B. der Fall, wenn eine bestimmte Information in einem peripheren Speicher, wie einer Magnetba ndeinheit oder einem Trommelspeicher, durch Vergleich mit einem Schlüsselwort gesucht wird. Das Kanalkommando-Steuerwort lautet in diesem Falle auf Lesen einer Information und auf Vergleich

ihrer Adresse oder der Information selbst mit dem vom Hauptprogramm zur Verfügung gestellten Schlüsselwort. Wenn keine Übereinstimmung besteht, geht die Kanalsteuereinheit zum nächsten Kanalkommando-Steuerwort über, das eine Übertragung der Steuerung zurück zu dem vorausgehenden Kanalkommando-Steuerwort bewirkt, um die Suchoperation für die auf der nächsten Adresse gespeicherten Information zu wiederholen. Diese Schleife wird ausgeführt, bis eine Übereinstimmung zwischen Schlüsselwort und gesuchter Information vorliegt. Ist dies der Fall, so muß die eingestellte Schleife durch Anruf des Hauptprogramms aufgelöst werden. Es ist daher eine den Verlust wertvoller Programmzeit bedeutende Unterbrechung des Hauptprogramms erforderlich, damit die Kanalsteuereinheit zur Übertragung der gefundenen Daten und zum Übergang auf eine andere Kanalkommandofolge aufgefordert werden kann.

In der DT-PS 1195 074 ist ein Mikroprogramm-Steuerwerk einer programmgesteuerten Rechenmaschine beschrieben, das bei Anwesenheit bestimmter Bedingungssignale gestattet, das nächstfolgende Steuerwort zu überspringen und direkt zum übernächsten Steuerwort überzugehen. Diese im Bereich der Mikroprogrammsteuerung liegende Realisierung der Steuerfunktion innerhalb der Maschine ist dem Programmierer nicht zugänglich, außerdem erhält er keinerlei Hinweise darüber, woher die Bedingungen kommen und wie sie verarbeitet werden, so daß der Programmierer hieraus keinen Nutzen für eine optimale Gestaltung seiner Kanalprogramme ziehen kann.

Die Aufgabe, welche die vorliegende Erfindung lösen soll, besteht darin, eine Kanalsteuereinheit anzugeben, die bei Vorliegen bestimmter, von den Anschlußeinheiten signalisierter Bedingungen ein Abweichen von einer durch Verkettung vorgegebenen Kanalkommandofolge ermöglichen soll, ohne daß hierzu eine Programmunterbrechung notwendig ist. Gelöst wird diese Aufgabe durch die in dem Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Aus dieser Lösung der vorstehend genannten Aufgabe resultiert der Vorteil, daß einerseits sehr flexible Kanalprogramme geschrieben werden können, weil durch eine einfache Erweiterung des Instruktionsfortschalte-Registers das Überspringen von einem sowie auch mehreren Kanalkommandoworten möglich ist und andererseits unproduktive Wartezeiten durch das Verhindern nicht notwendiger Programmunterbrechungen vermieden werden.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Datenverarbeitungsanlage, die in Übereinstimmung mit der Erfindung ausgebildet ist,

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Befehlsformates, wie es in der Anlage nach F i g. 1 verwendet wird,

F i g. 3 die schematische Darstellung des Formates eines Kanaladressenwortes, wie es in der Anlage nach F i g. 1 verwendet wird,

F i g. 4 die schematische Darstellung des Formates eines Kanalkommandowortes, wie es in der Anlage nach F i g. 1 verwendet wird,

Fig. 5 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Datenverarbeitungsanlage,

F i g. 6 eine schematische Darstellung der verschiedenen Signalleitungen, die zur Kopplung einer zentralen Verarbeitungseinheit und einer Anschlußeinheit dienen, und

Fig. 7A und 7B ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Kanalsteuereinheit.

Eine Datenverarbeitungsanlage (F i g. 1) weist einen Hauptkernspeicher 10 auf, der über eine geeignete Sammelleitung 11 an eine zentrale Verarbeitungseinheit 12 (CPU) angeschlossen ist. Mehrere Steuereinheiten 15 und 16 steuern jede für sich mehrere angeschlossene Eingabe—Ausgabe-Vorrichtungen 15' .. .15'" und 16'.. .16'". Die Steuereinheiten sind über eine I/O-Kopplungssammelleitung 17 aus 28 Leitungen verbunden, die nachstehend beschrieben wird. Diese Sammelleitung 17 umfaßt auch eine Vorrangwählleitung (nicht gezeigt), da alle Steuereinheiten die Sammelleitung 17 im Zeitmultiplexbetrieb benutzen. Jede I/O-Koppelungssammelleitung ist an eine Kanalsteuereinrichtung 14 angeschlossen. Jede Kanalsteuereinrichtung 14 ist an die zentrale Verarbeitungs-

^a5 einheit 12 über eine Koppelleitung 20 angeschlossen, die aus einer Multiplexleitung 22 und mehreren Simplexleitungen 21 besteht. Alle Datenkanalsteuereinrichtungen benutzen die Multiplexleitung 22 gemeinsam.

Jede Datenkanalsteuereinrichtung ist an den Speicher 10 über eine Speicherkoppelleitung 23 angeschlossen, die als im Zeitmultiplex betriebene Sammelleitung durch eine Sammelleitungssteuereinheit 13 betrieben wird; diese ist z. B. beschrieben in IBM Costumer Engeneering Instruction — Reference — 7090 Data Processing System, veröffentlicht 1961 von International Business Machines Corporation, S. 28 bis 44. Eine Sammelleitungssteuerungs-Koppelleitung 25, die aus einer Multiplexleitung 27 und einzelnen Simplexleitungen 26 besteht, verbindet die Kanalsteuereinrichtungen und die Sammelleitungssteuereinheiten 13 miteinander. Die Sammelleitungsteuereinheit 13 wird vervollständigt durch die Speichersammelleitung 30 und eine CPCZ-Eingangs-Sammelleitung 29 und eine Ausgangssammelleitung 28.

Bevor nun der Aufbau und die Wirkungsweise der Kanalsteuereinrichtung im einzelnen beschrieben werden, wird das Format binärer Codekombinationen erläutert, die als Befehle, Kommandos und Steueranordnungen dienen, durch welche der Kanal in Betrieb gesetzt und der Informationsfluß zwischen den Eingabe—Ausgabe -Vorrichtungen und dem Hauptspeicher gelenkt wird. Ein Befehl wird von der zentralen Verarbeitungseinheit wirksam gemacht und nach seiner Decodierung durch den Kanal ausgeführt. Der Befehl kann lauten »I/O starten«, »I/O anhalten«, »I/O prüfen« oder »Kanal prüfen«. Kommandos werden durch den Kanal aus dem Speicher entnommen, wenn ein Befehl »I/O starten« empfangen wird. Kom-

mandos leiten nach ihrer Decodierung die I/O-Opeiation ein. Der Kanal ist imstande zur Ausführung der Kommandos »Schreiben«, »Lesen«, »Rückwärts lesen«, »Steuern«, »Abfühlen« und »Übertragen im. Kanal«. Ein »Steuern«-Kommando zeigt eine Operation an

einer I/O-Vorrichtung an, bei der keine Übertragung von Daten erfolgt, z. B. Rückschalten oder Aufwickeln von Magnetband.

Gemäß F i g. 2 besteht ein Befehlsformat 91 aus

32 binären Bitstellen. Das Befehlsformat umfaßt ein Operationsfeld 81, ein Kanaladressenfeld 82 und ein (Vorrichtungs- oder) Einheiten-Adressenfeld 83. Der Operationscode ist acht binäre Bits lang und kann eine Operation »I/O starten«, »I/O prüfen«, »I/O anhalten« und »Kanal prüfen« beschreiben. Die Bits 8 bis 15 und 18 bis 25 der Befehle werden außer acht gelassen. Das Kanaladressenfeld besteht aus drei und das Vorrichtungsadressenfeld aus acht binären Bits.

Durch eine Operation »I/O starten« wird der Kanal angewiesen, den Speicher an einer bezeichneten Stelle anzusteuern und ein Kanaladressenwort CA W zu entnehmen. Das Kanaladressenwort 92 ist in F i g. 3 gezeigt.

Das Kanaladressenwort CA W ist im wesentlichen eine indirekte Adresse, die den Speicherplatz des gewünschten Kommandos angibt. Gemäß F i g. 3 besteht das Kanaladressenwort 92 aus 32 binären Bitstellen einschließlich eines Kennzeichenfeldes 84 und eines Kommandoadressenfeldes 85. Das Kennzeichenfeld 84 besteht aus vier Bits, welche den Zugriff zu dem Speicherbereich steuern, in welchem die I/O-Operation, nämlich »Lesen«, »Schreiben«, »Rückwärts lesen« usw., ausgeführt wird. Das Kommandoadressenfeld 85 gibt den Speicheiplatz eines Kommandosteuerwortes CCW an, welches die auszuführende I/O-Operation beschreibt. Die Bitstellen 4 bis 7 müssen zur Bestätigung der Gültigkeit des Kanaladressenwortes binäre Nullen sein.

Gemäß F i g. 4 umfaßt ein Kanalkommandowortformat 93 aus 64 Bitstellen plus acht Paritätsbits (nicht gezeigt) ein Operationscodefeld 86 von acht Bits, ein Datenadressenfeld 87 aus 24 Bits, ein Kennzeichenfeld 88 aus. fünf Bits, ein Pufferfeld 89 aus drei Bits und ein Zählfeld 90 aus 16 Bits. Die Bitstellen 40 bis 47 werden außer acht gelassen. Das Kommandofeld 86 gibt die auszuführende Operation an, d. h., »Lesen«, »Schreiben« usw. Das Datenadressenfeld 87 gibt einen aus acht Bytes bestehenden Speicherplatz im Hauptspeicher an, wo die Daten zu speichern oder zu lesen sind. Das Zählfeld 90 gibt die Zahl der zu verarbeitenden Datenbytes an. Die Bitstellen 37 bis 39 zeigen die Gültigkeit des Kanalkommandowortes CCW an. Das Kennzeichenfeld 88 besteht aus einem »Datenadresse verketten«-Kennzeichenbit, einem »Kommando verketten« - Kennzeichenbit, einem »Falsche Längenanzeige unterdrückene-Kennzeichenbit, einem »Überspringen«-Kennzeichenbit und einem »Programmsteuerungsunterbrechung« - Kennzeichenbit, die alle nachstehend beschrieben werden.

Im einzelnen lauten die Kommandos, die durch das Operationscodefeld 86 des Kanalkommandowortes CCW angegeben werden können, »Schreiben«, »Lesen«, »Rückwärts lesen«, »Steuern«, »Abfühlen« und »Im Kanal übertragen«. Nachstehend wird die Wirkungsweise dieser Kommandos besprochen.

Ein im Operationsfeld 86 erscheinendes »Schreiben«- Kommando leitet die Ausführung einer Schreiboperation an der I/O-Vorrichtung ein. Das Kommando bewirkt die Übertragung von Daten aus einem Hauptspeicher zur I/O-Vorrichtung. Im Speicher befindliche Daten werden in aufsteigender Adressenfolge entnommen, und zwar beginnend mit der im CCW-Wort angegebenen Datenadresse. Das in der Schreiboperation benutzte CCfK-Wort wird auf verschiedene Kennzeichenbits hin untersucht, welche auf Fehlerund andere in der Operation auftretende Bedingungen hinweisen. Die Schreiboperation kann durch das Erscheinen ausgewählter Bits im Operationsfeld modifiziert werden.

Ein Kommando »Lesen« leitet die Ausführung einer Leseoperation an der I/O-Vorrichtung ein. Das Kommando bewirkt die Übertragung von Daten aus der I/O -Vorrichtung zum Hauptspeicher. In den Hauptspeicher werden Daten in aufsteigender Folge der Adressen eingebracht, und zwar beginnend mit der im CCW-Wort angegebenen Adresse. Alle Kennzeichenbits werden während einer Leseoperation untersucht. Die Leseoperation kann ebenfalls duich das Erscheinen ausgewählter Bits im Operationsfeld abgewandelt werden.

Ein Kommando »Rückwärts lesen« leitet die Ausführung einer Rückwärtsleseoperation an dei 1/Q-Vorrichtung ein. Dieses Kommando ist nur auf bestimmte Magnetbandvorrichtungen anwendbar und bewirkt die Ausführung einer Leseoperation, während das Band rückwärts läuft. Die in einer Aufzeichnung enthaltenen Datenbytes werden dem Kanal in einer Reihenfolge zugeleitet, die gegenüber der beim Schreiben umgekehrt ist. Die Daten werden in absteigender Adressenfolge gespeichert, und zwar beginnend mit der im CCW-Wort angegebenen Adresse. Alle Kennzeichen im CC W-Wort werden während einer Rückwärtsleseoperation untersucht. Modifikatorbits können in das Operationsfeld eingesetzt werden, um die Operation abzuändern.

Durch ein Kommando »Steuern« wird eine Operation an der I/O-Vorrichtung eingeleitet. Das Kommando wird aus dem Speicher entnommen und durch die I/O-Vorrichtung decodiert. Von der I/O-Vorrichtung werden die Operationen »Rückschalten«, »Magnetband aufwickeln« oder »Plattenzugriffsmechanismus einstellen« ausgeführt. Das Kommando gibt die ganze Steuerfunktion an. Die Datenadresse bezeichnet die für die Operation benötigten zusätzlichen Informationen.

Das Kommando »Abfühlen« leitet die Ausführung einer Abfühloperation an der I/O-Vorrichtung ein. Das Kommando bewirkt die Übertragung von Statusabfühlinformationen aus der I/O-Vorrichtung zum Hauptspeicher. Die Informationen werden in aufsteigender Adressenfolge gespeichert, und zwar beginnend mit der im CC FF-Wort angegebenen Adresse. Die Statusabf ühlinformation macht genauere Angaben als die Information im Kanalstatuswort CSW. Daher liefert das Kommando »Abfühlen« genaue Informationen über den Status der I/O-Vorrichtung. Die Kennzeichenbits werden untersucht, und Modifikatorbits können mitverwendet werden.

Das Kommando »Im Kanal übertragen« veranlaßt den Kanal zur Entnahme des nächsten CC W-Wortes aus dem .im Datenadressenfeld des Kommandos »Im Kanal übertragen« angegebenen Speicherplatz. Danach wird dann die Datenadresse schrittweise erhöht und in ein Kommandoadressenregister eingeführt. Das Kommando leitet keine Operation am Kanal oder an der I/O-Vorrichtung ein. Es hat den Zweck, eine Verkettung zwischen nicht nebeneinanderliegenden CC W-Wörtern herbeizuführen. Das Kommando »Im Kanal übertragen« kann sowohl bei der Datenadressen- als auch bei der Kommandoverkettung vorkommen.

Die beiden untersten oder niedrigsten Bits des aus acht Bits bestehenden Operationscodes 86 oder, wenn diese Bits binäre Nullen sind, die vier niedrigsten Bits geben dem Kanal das Kommando oder die Operation

an. Der Kanal unterscheidet zwischen vier Operationen, und zwar Ausgabe vorwärts (Schreiben und Steuern), Eingabe vorwärts (Lesen und Abfühlen), Eingabe rückwärts (Rückwärtslesen) und Verzweigen (im Kanal übertragen). Die übrigen vier Bits des aus acht Bits bestehenden Kommandocodes geben die Einzelheiten der Operation für die I/O-Vorrichtung bekannt. Die Kommandocodes für die verschiedenen Operationen lauten wie folgt:

Tabelle 1

	0 0	0	0	Ungültiger Code
MMMM	0 1	0	0	Abfühlen
XXXX	1 0	0	0	Im Kanal übertragen
MMMM	1 1	0	0	Rückwärts lesen, aufwickeln
MMMM	MM	0	1	Schreiben
MMMM	MM	1	0	Lesen
MMMM	MM	1	1	Steuern

Das M im Code stellt Modifikatorbits dar.

Bestimmte obenerwähnte und im Kennzeichenfeld 88 enthaltene Kennzeichen sind »Kommando verketten« CC, »Falsche Längenanzeige unterdrücken« SiLI, »Datenadresse verketten« CDA, »Überspringen« und »Programmsteuerungsunterbrechung« PCL Nachstehend wird die Funktion dieser Kennzeichen besprochen.

Das Kennzeichen »Kommando verketten« CC, das in Bitstelle 33 erscheint, gibt dem Programmierer die Wahl, mehrfache I/O-Operationen mit einem einzigen Befehl »CPU I/O starten« einzuleiten. Wenn der Zählstand eines bestimmten CCH^-Wortes erschöpft ist und das CC-Kennzeichen vorliegt, entnimmt der Kanal die in der Reihenfolge nächste Kommandoadresse.

Das Kennzeichen »Falsche Längenanzeige unterdrücken« (SILI), das in Bitstelle 34 erscheint, steuert, ob dem Programm eine falsche Längenbedingung angezeigt wird oder nicht. Eine falsche Längenbedingung besteht, wenn das Zählfeld des CCW-Wortes und die Aufzeichnungslänge nicht übereinstimmen. Wenn dieses Kennzeichenbit vorliegt und das CD/i-Kennzeichen fehlt, wird die falsche Längenanzeige unterdrückt. Wenn im CCW-Wort das CC-Kennzeichen vorliegt, findet eine Kommandoverkettung statt. Durch das Fehlen des S/LZ-Kennzeichens oder das Vorliegen sowohl des SILI- als auch des CIM-Kennzeichens wird die Operation beendet und die Unterbrechung des Programms veranlaßt.

Die in Bitstelle 32 erscheinenden Kennzeichenbits »Datenadresse verketten« geben an, was der Kanal tun soll, wenn ein CCW-Wort erschöpft ist oder verschiedene Fehlerbedingungen . auftreten. Wenn das CCW-Wort entweder vom Zählstand her oder vom Kommandostand her erschöpft ist, wird ein neues CCW-Wort geholt, ohne daß die zentrale Verarbeitüngseinheit CPU die Operation an der nächsten Adresse fortzusetzen oder ein neues Kommando zu beginnen braucht. Das Kennzeichen »Datenadresse verketten« CDA ermöglicht die Speicherung oder Entnahme verschiedener Teile derselben Aufzeichnung aus nicht nebeneinanderliegenden Bereichen des Speichers.

Der Kanal legt einfach das CZM-Kennzeichen als Signal aus, das ihm befiehlt, einen neuen Zählstand und ein neues »Datenadressen verkettem-Kennzeichen zu entnehmen.

Das Operationscodefeld in dem neu entnommenen CCPK-Wort wird außer acht gelassen.
Das »Überspringen-Kennzeichen«, das in Bitstelle 35 erscheint, gestattet die Unterdrückung von Zugriffen zum Hauptspeicher während einer 1/O-Operation. Das »Überspringen«-Kennzeichen ist anwendbar auf die Operationen »Lesen«, »Rückwärtslesen« und »Abfühlen«. In allen anderen Fällen wird das »Überspringen«-Kennzeichen außer acht gelassen. Das Überspringen beeinflußt nur die Behandlung von Informationen durch den Kanal. Die Operation an der I/O-Vorrichtung geht normal weiter, und Informationen werden zum Kanal übertragen. Der Kanal hält jedoch den Zählstand stets auf der laufenden Höhe, gibt jedoch die Informationen nicht in den Hauptspeicher ein. Wenn das »Überspringen«-Kennzeichen mit der C£t4-Verkettung kombiniert wird, gestattet es dem Programm, in den Hauptspeicher wahlweise Teile einer Aufzeichnung in einer I/O-Vorrichtung einzuführen.

Das in Bitstelle 36 erscheinende Kennzeichen »Programmsteuerungsunterbrechung« gestattet es dem Programmierer, eine I/O-Unterbrechung während der Ausführung einer I/0-Operation zu bewirken. Immer, wenn das PCI- und das CCW-Kennzeichen vorliegen, versucht der Kanal, das Programm möglichst bald nach dem Beginn der Übertragung zu unterbrechen. Die Einstellung des PCZ-Kennzeichens wird in jedem CCW-WoTt untersucht mit Ausnahme derjenigen, die eine Übertragung im Kanal angeben. Im Operationsfeld können Modifikatoibits eingesetzt werden.

Die Befehle, Kommandos und Steueranordnungen, wie sie in dem in F i g. 3 und 4 gezeigten Wortformat angegeben sind, ermöglichen es dem Kanal, den Informationsfluß zwischen den I/O-Vorrichtungen und dem Hauptspeicher zu lenken. Die Befehle werden durch die zentrale Verarbeitungseinheit CPU decodiert und ausgeführt und sind Teile des CPU-Programms. Die Kommandos werden durch den Kanal auf den Befehl hin erzeugt. Jedes Kommando wird aus dem Speicher entnommen. Die Steueranordnungen sind Teile der Kommandos und werden ebenfalls aus dem Speicher entnommen. Wenn ein Befehl, ein Kommando oder eine Anordnung eingeleitet wird, führt der Kanal bestimmte Prüfungen aus, bevor er eine Operation einleitet. Auf einen Befehl hin sendet der Kanal einen Zustandscode für die verschiedenen Befehle, der den Status des Kanals anzeigt als funktionsfähig, nicht angenommen oder abgeschlossen, daß der Kanal aktiv tätig ist oder daß die Kanalsteuereinheit oder -vorrichtung nicht zur Verfügung steht, um die erteilten Befehle zu empfangen. Wenn ein Kanal einen Befehl angenommen hat, wird die Adresse zu der I/O-Vorrichtung übertragen, und die Rückkehradresse wird dem Kanal zugeleitet. Ergibt ein Vergleich der gesendeten und der empfangenen Adresse eine Übereinstimmung ohne Fehler, kann die Operation ablaufen. Falls eine I/O-Vorrichtung nicht verfügbar ist, wird von der I/O-Vorrichtung ein Signal zum Kanal übertragen, der seinerseits einen Zustandscode zur zentralen Verarbeitungseinheit CPU zurücksendet, welcher anzeigt, daß der Befehl nicht ausgeführt werden kann. Daraufhin fragt die zentrale Verarbeitungseinheit CPU den Speicher ab, um die Bedingung festzustellen, welche die I/O-Vorrichtung daran hindert, das Kommando auszuführen.

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf die Verwendung der bedingten Verzweigungsoperation, zusammen mit der oben beschriebenen Kommandoverkettungsfunktion und der »Übertragen im Kanal«- Operation.

Das »Kommandoverkettung«-Kennzeichen stellt es dem Programmierer frei, mehrere I/O-Operationen mit einem einzigen Befehl dem »CPU I/O starten«- Befehl einzuleiten. Wenn der Zählstand eines bestimmten CCW Wortes erschöpft ist und das CC- ίο Kennzeichen vorliegt, entnimmt der Kanal das nächstfolgende Kommando. Dies neue Kommando gibt dann entweder eine Übertragung im Kanal oder eine neu auszuführende I/O-Operation an.

Normalerweise wird nur dann eine Kommando-Verkettung ausgeführt und die neue Operation eingeleitet, wenn in der gegenwärtigen Operation keine ungewöhnlichen Bedingungen festgestellt werden. Falls eine solche Bedingung wie Datenprüfung, falsche Länge oder Ausnahmezustand eingetreten ist, wird die Folge von CCW-Wörtern beendet und eine Bedingung für I/O-Unterbrechung erzeugt. Das neue CCH^-Wort wird nicht entnommen, und das CC-Kennzeichen wird außer acht gelassen. Die Bedingung »falsche Länge« unterdrückt die Kommandoverkettung nicht, wenn im CCW-Wort sowohl das CC- als auch das S/ZJ-Kennzeichen vorhanden waren. Eine Ausnahme von der aufeinanderfolgenden Verkettung von CC^-Wörtern liegt vor, wenn die I/0-Vorrichtung den Statusmodifikator mit dem Übertragungs-Ende-Signal darbietet, was nachstehend besprochen wird. Die Kombination aus Statusmodifikator und Vorrichtung-Ende-Signal und Vorhandensein des CC-Kennzeichenbits veranlaßt den Kanal zur Entnahme und zur Verkettung zu dem CCW-Wort, dessen Hauptspeicheradresse um 16 Bytes oder Wörter höher ist als die des gegenwärtigen CCH-'-Wortes. Das bedeutet, daß bei richtiger Behandlung die Statusmodifikatorbedingung den Kanal dazu bringen kann, bei der Verkettung ein vollständiges CCH-'-Wort zu überspringen.

Die Kommandoverkettung ermöglicht es dem Programmierer, die Übertragung von mehreren Datenblöcken mit einem einzigen I/O-Starten-Befehl einzuleiten. Außerdem ermöglicht sie es, daß ein einziger Befehl bestimmte Hilfsfunktionen angibt, wie z. B. Bandaufwickeln am Ende einer Datenübertragung. Die Kommandoverkettung ermöglicht es in Verbindung mit der Statusmodifikatorbedingung dem Kanal, die normale Operationsfolge auf Signale hin abzuändern, welche von der I/O-Vorrichtung angeliefert werden. Da bei der Kommandoverkettung stets eine neue I/O-Operation eingeleitet wird, ist ihre Anwendung keinen Einschränkungen unterworfen.

Nachstehend seien nun die Zustandssignale aus der peripheren Vorrichtung, welche die bedingte Verzweigung bewirken, und die I/O-Koppelleitungen, an welchen die Signale erscheinen, an Hand von F i g. 6 besprochen, welche eine schematische Darstellung der in F i g. 1 gezeigten Koppelleitungen 17 zeigt. F i g. 6 veranschaulicht die verschiedenen Verbindungen zwisehen der Kanalsteuereinheit 14 und der Steuereinheit 15, die ihrerseits verwendet wird, um eine bestimmte I/O- oder periphere Vorrichtung auszuwählen, oder die selbst die periphere Vorrichtung sein kann. Diese I/O-Koppelleitungen umfassen die Ausgangssammelleitung 18α und die Eingangssammelleitung 19a, die jede aus acht Datenleitungen und einer Paritätsleitung zur Übertragung von Daten oder Steuerinformationen, wie z. B. Adressen der Endgeräte. Weiter umfassen die Koppelleitungen Ausgangskennzeichenleitungen 18 b und Eingangskennzeichenleitungen 19 b, die jeweils aus drei Leitungen bestehen, welche in erster Linie verwendet werden, um Signale, welche den Informationstyp auf der Ausgangs- oder der Eingangssammelleitung darstellen, zu führen. Außerdem umfassen die Koppelleitungen sieben Steuerleitungen 18 c, 19 c, die in erster Linie verwendet werden, um eine Sperre zwischen dem Kanal und einer ausgewählten, an den Kanal anzuschließenden I/O-Vorrichtung herzustellen.

Die periphere Vorrichtung oder zweite Steuereinheit spricht von Zeit zu Zeit dadurch auf den Kanal an, daß sie Statusinformationen auf der I/O-Eingangssammelleitung 19a liefert, während sie die Spannung auf der nach'innen gerichteten Status-Eingangskennzeichenleitung erhöht. Zu den verschiedenen durch die Statusinformationen darzustellenden Bedingungen können eine durch ein Achtung-Bit dargestellte Programmunterbrechungsbedingung, eine Vorrichtung-Besetzt-Bedingung, eine Vorrichtung-Ende-Bedingung u. dgl. gehören. Außerdem ist ein bestimmtes Bit oder Signal vorgesehen, durch das die Auslegung eines beliebigen der anderen Statusinformationsbits durch den Kanal abgeändert wird. So kann ein Vorrichtung-Ende-Bit dem Kanal mitteilen, daß die periphere Vorrichtung ihren Betrieb beendet hat, während das gleiche Signal von der I/O-Koppeleinheit und das Statusmodifikatorbit erfindungsgemäß verwendet wird, um eine Bedingung anzuzeigen, welche eine Verzweigung erfordert. Die Reaktion des Kanals auf diese Kombination von Statusinformationsbits wird nachstehend näher erläutert. Eine periphere Vorrichtung, die so eingerichtet ist, daß sie solche Informationssignale liefert und die in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendbar ist, ist in der deutschen Offenlegungsschrift 1 499 687 beschrieben.

Nachdem nun die allgemeinen Merkmale der Steueroperation beschrieben worden sind, erfolgt eine Erläuterung der Einzelheiten und der Wirkungsweise des Kanals. Gemäß der Darstellung in Fig. 7A und 7 B besteht der Kanal aus Programmablaufregistern, Datenübertragungsregistern, Steuerschaltungen und Taktgebereinrichtungen. Diese Einheiten reagieren auf einen Befehl aus der zentralen Veraibeitungseinheit CPU, um Informationen zum oder aus dem Speicher zu übertragen. Liefert eine I/O-Vorrichtung ein Signal, das dem CPiZ-Programm zur Kenntnis gebracht werden sollte, wandelt der Kanal das Signal in ein Format um, das mit dem von der zentralen Verarbeitungseinheit CPU vereinbar ist. Der Kanal enthält alle gemeinsamen Einrichtungen für die Steuerung der I/O-Operation. Die I/O-Operationen überschneiden sich vollständig mit den Vorgängen in der zentralen Verarbeitungseinheit. Während I/O-Operationen sind nur diejenigen Hauptspeicherumläufe erforderlich, die benötigt werden, um die Daten zu oder aus den endgültigen Speicherplätzen im Hauptspeicher zu übertragen. Diese Umläufe greifen nicht in das CPU-Programm ein, es sei denn, die CPtZ-Einheit und der Kanal versuchen gleichzeitig einen Zugriff zum selben Speicher. In den nachstehenden Absätzen wird jeder der verschiedenen Teile des Kanals berücksichtigt.

Das Blockschaltbild nach Fig. 7A enthält ein Datenadressenregister 60, ein Kommandoadressenregister 62, ein Kennzeichenregister 64, ein Zählregister 66, ein Speicherschutzregister 68, ein Einheits-

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adressenregister 70 und ein Operationsregister 72. Mit Stelle besteht aus einer Selbsthalteschaltung. Weitere diesen Registern wirken ein Addierer 74 und ein Byte- Stellen sind für die Paritätsprüfung vorgesehen. Außerzähler 76 zusammen. Die Register sind über die dem enthält das Register einen Letztes-Wort-Flip-Speichereingangssammelleitung 40 und die Speicher flop-Ausgang, ein »Zählstand kleiner als zwei«-und ein ausgangsammelleitung 44, die Speicheradressenein- 5 »Zählstand kleiner als einse-Flipflop, die nachstehend gangssammelleitung 41 und andere Datenpfade mit- beschrieben werden. Die Eingabe in das Zählregister einander verbunden. Die Länge der horizontalen erfolgt über vorher ausgewählte Leitungen der Speicher-Linien über einem Register zeigen die Zahl der ein be- daten-Ausgangssammelleitung44 und entsprechende stimmtes Eingangssignal empfangenden Bitstellen des Bitstellen des Addierers 74. Diese Eingangssignale Registers an. Die Längen der horizontalen Linien unter io werden mit nachstehend beschriebenen Steuersignalen einem Register zeigen die Zahl der Bitstellen an, die ein in entsprechender Weise in Und-Form verknüpft,
bestimmtes Ausgangssignal abgeben. Die Teilkreise in Die Ausgangssigrale des Zählregisters 66 erscheinen den Datenpfaden stellen Torsteuerungseinrichtungen in regulärer und komplementärer Form. Die drei dar. niedrigsten Bits werden einem Byte-Zählregister-

In F i g. 7A ist das Datenadressenregister 60 ein 15 Vergleicher 51 und einem B-Marke-Register 52 (s. 24stelliges Register. Weitere Stellen dienen zur Fig. 7B) zugeführt. Alle Bitstellen weiden dem Paritätsprüfung. Jede Speicherstelle ist eine Selbst- Addierer 74 und der CSW-Sammelleitung 78 zugehalteschaltung, die nachstehend beschrieben wird. Die führt. Geeignete Torschaltungen betreiben das Zahl-Dateneingabe in das Register erfolgt aus zwei Quellen. register 66 in der nachstehend beschriebenen Art und Jede Bitstelle ist mit einer vorher ausgewählten Leitung 20 Weise.

der Speichereingangsammelleitung40 und derSpeicher- Das Zählregister 66 nimmt das Zählfeld aus dem ausgangssammelleitung 44 verbunden. Alle Bitstellen aus dem Speicher herangeführten CCW-Wert auf. Das mit Ausnahme der drei untersten Stellen sind weiter Zählfeld wird durch den Addierer bei der Datenübermit einer entsprechenden Bitstelle des Addierers 74 tragung durch den Kanal verändert. Außerdem stehen verbunden. Die Ausgangssignale jeder Bitstelle werden 25 das Zählfeld und die unteren Stellen des Bytezählers einer entsprechenden Bitstelle des Addierers 74 züge- algebraisch so in Beziehung, daß sie das Ende einer führt. Alle Bitstellen mit Ausnahme der drei niedrig- Datenübertragungsoperation bestimmen,
sten Stellen sind weiter mit vorher ausgewählten Das Kennzeichenregister 64 ist ein fünfstelliges Leitungen der Speicheradressensammelleitung 41 ver- Register. Jede Stelle besteht aus einer Selbsthaltebunden. Die drei niedrigsten Bitstellen des Registers 30 schaltung. Die Eingabe in das Kennzeichenregister sind als Eingänge an den Bytezähler 76 und die ent- erfolgt über ausgewählte Stellen der Speicherdatensprechenden Stellen des Addierers 74 angeschlossen. A usgangssammelleitung 40. Diese Eingangssignale wer-Grundsätzlich enthält das Register 60 (21 Bits davon) den mit entsprechenden Steuersignalen in Und-Form die Adresse, wo Daten im Speicher zu speichern sind. verknüpft, wie es nachstehend erläutert wird. Die Aus-Während eines Kommandos »Übertragen im Kanal« 35 gangssignale werden den Paritätsprüfschaltungen 65 enthält das Register 60 die Adresse des nächsten zugeleitet. Weitere Ausgangssignale (nicht gezeigt) CCW-Wortes. Dieselbe Adresse wird berichtigt und werden verschiedenen nachstehend zu beschreibenden dem Register 62 als nächstes CA W-Wort zugeführt. Steuerschaltungen zugeführt.

Das Register wird entsprechend einer Lese-, Schreib- Das Kennzeichenregister 64 hält jeweils eines der oder Rückwärtsleseoperation berichtigt. Die drei 40 fünf in Verbindung mit F i g. 4 beschriebenen Kennniedrigsten Stellen zeigen die Byteposition eines Wortes zeichen fest. Die Kennzeichen zeigen z. B. an, ob eine an, wo die Speicherung oder Übertragung beginnen Verkettung erfolgen soll oder ob eine Kanalfehlersoll, bedingung besteht.

Das Kommandoadressenregister 62 hat 21 Stellen, Das Einheitadressenregister 70 ist ein achtstelliges von denen jede aus einer Selbsthalteschaltung des im 45 Register, das das Adressenfeld des CPCZ-Befehls auf-Datenregister angedeuteten Typs besteht. Zur Paritäts- nimmt. Das Adressenfeld wählt die zu betätigende anzeige sind drei zusätzliche Stellen vorgesehen. Die I/O-Vorrichtung aus. Die Eingabe in jede Bitstelle Eingabe in das Kommandoadressenregister erfolgt erfolgt durch die Einheitadressen-Ausgangssammelüber entsprechende Bitstellen des Addierers 74. Diese leitung 36 und die Daten-Eingangssammelleitung 39. Eingangssignale werden mit geeigneter Torsteuerung in 50 Diese Eingangssignale werden in geeigneter Weise so Und-Form verknüpft, wie nachstehend erläutert ist. gesteuert, daß Ausgangssignale entstehen, welche ent-Ein Ausgangssignal des Kommandoadressenregisters sprechenden Bitstellen eines Einheitadressen-Verwird entsprechenden Addierstellen zugeführt. Ein gleichsregister 71 zugeführt werden. Außerdem werweiteres Ausgangssignal wird vorher ausgewählten den die Ausgangssignale der Einheitadressen-Ein-Leitungen einer Kanalstatussammelleitung 78 züge- 55 gangssammelleitung 37 und der I/O-Ausgangssammelleitet, die letzten Endes an die Speicherdaten-Eingangs- leitung 38 zugeführt. Weitere Ausgangssignale (nicht Sammelleitung 40 angeschlossen ist. Das andere Aus- gezeigt) werden der Torschaltung für die Speichergangssignal wird der Speicheradressensammelleitung 41 daten-Eingangssammelleitung 40 zugeführt,
zugeführt. Das Register 70 hält die Adresse fest, die zur Aus-

Das Register 62 enthält das CAW-Wort, welches 60 wahl einer I/O-Vorrichtung verwendet wird. Statt den Speicherplatz des gewünschten CC W-Wortes an- dessen kann das Register auch die Adresse einer Vorgibt. Während der Entnahme des CCW-Wortes wird richtung enthalten, die den Unterbrechungsstatus liedas CA W-Wort berichtigt, so daß es nach Wunsch den fert. Weiter umfaßt das Register Paritätsprüfschaltun-Speicherplatz des nächsten CCJF-Wortes angibt. Der gen.

Inhalt des Registers wird zu einem Teil des CSW- 65 Das Einheitsadressen-Vergleichsregister 71 ist ein

Wortes, wenn vom Kanal eine Unterbrechungsbedin- achtstelliges Register zum Vergleichen der Adresse auf

gung signalisiert wird. der Einheitsadressen-Ausgangssammelleitung 36 und

Das Zählregister 66 ist ein 16stelliges Register. Jede der Sammelleitung 38. Auf Grund dieses Vergleiches

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wird ein Einheitsadressen-Vergleichssignal einer ent- vom Zählregister 66 geliefert, welches allen Addierersprechenden Steuerschaltung für das Betreiben des Bitstellen Eingangssignale zuführt. Die Bitstelle 4 Kanals zugeleitet. empfängt ein Übertragungssignal (nicht gezeigt) aus

Das Speicherschutzregister 68 ist ein vierstelliges dem Erhöhungs- und Verminderungsteil und das

Register. Jede Stelle besteht aus einer Selbsthalte- 5 Datenadressensignal. Ausgangssignale werden einer

schaltung. Die Eingabe in das Register erfolgt über Paritätsprüfschaltung (nicht gezeigt), der Erhöhungs-

vorher ausgewählte Stellen der Speicherdaten-Aus- und Verminderungsposition (nicht gezeigt) und dem

gangssammelleitung 44. Diese Eingangssignale werden Zählregister 66 zugeleitet.

mit geeigneten Steuersignalen in Und-Form verknüpft. Jede Bitstelle des Erhöhungs- und Verminderungs-Die Ausgangssignale des Registers werden derSpeicher- io teils empfängt Eingangssignale aus dem Kommandoschutz-Sammelleitung 73 und ausgewählten Bitstellen adressenregister 62 und dem Datenadressenregister 60. der Kanalstatus-Sammelleitung 78 zugeführt. Außer- Außerdem empfangen diese Bitstellen mit Ausnahme dem werden Ausgangssignale zu einer Paritätsprüf- der letzten oder höchsten Bitstelle ein Eingangssignal schaltung 69 übertragen. aus dem Zählerregister 66. Ausgangssignale werden

Das Register 68 enthält das Speicherschutzkenn- 15 dem Datenadressenregister 60, dem Kommando-

zeichen, welches den Speicherbereich, zu welchem der adressenregister 62 und dem Zählregister 66 zuge-

Kanal Zugriff hat, steuert. leitet. Außerdem wird ein Ausgangssignal zu einer

Das Operationsregister 72 ist ein achtstelliges Regi- Paritätsfehlerprüfschaltung (nicht gezeigt) übertragen,

ster. Weitere Stellen sind für die Paritätsprüfung vor- Die Erhöhung oder Verminderung wird durch eine

gesehen. Jede Stelle besteht aus einer Selbsthalte- 20 Addierer-Gruppenübertrags-und-borgschaltung (nicht

schaltung. Die Eingabe in das Operationsregister er- gezeigt) gesteuert.

folgt über die Speicherdaten-Ausgangssammelleitung Der Addierer, der Erhöhungs- und Verminderungs-44. Diese Eingangssignale werden mit geeigneten teil, die Paritätsvorhersageschaltungen, die Gruppen-Steuersignalen in Und-Form verknüpft. Die Aus- Übertrags- und -borgschaltungen arbeiten zusammen, gangssignale des Registers werden der Daten-Aus- 25 um das Zählfeld auf den jeweils neuesten Stand zu gangssammelleitung 38 der I/O-Koppeleinheit züge- berichtigen und das Datenadressen- oder Kommandoleitet. Außerdem werden diese Ausgangssignale auch adressenfeld zu erhöhen oder zu vermindern. Während der Torschaltung für die Speicherdaten-Eingangs- dieser Vorgänge werden das Kommandoadressensammelleitung (nicht gezeigt) zugeführt. Ein Ausgangs- register 62 und das Zählregister 66 in bezug auf signal (nicht gezeigt) wird dem Bytezähler 76 züge- 30 Paritätsfehler geprüft. Jeder Paritätsfehler wird den leitet, um eine Rückwärtsleseoperation anzuzeigen. entsprechenden Steuerungen gemeldet, damit das

Das Register 72 liefert den in Verbindung mit richtige diagnotische Programm für den Kanal einge-F i g. 4 und der Tabelle beschriebenen Kommando- leitet wird. Der Addierer vermindert den Zählstand code zur Betätigung der I/O-Verbindungen 15'... 16' um acht und erhöht die Datenadresse um acht,
(s. F i g. 1) in der betreffenden Betriebsart, d. h., 35 Der Bytezähler 76 ist eine dreistellige Einheit für die Lesen, Schreiben, Abfühlen u. dgl. Kommandos, wel- veränderliche Wortgrehzenauswahl der zwischen der ehe diese Operation einleiten, bewirken die Übertra- I/O-Vorrichtung und dem Speicher übertragenen gung aller acht Bits zur I/O -Vorrichtung. Die hoch- Daten. Der Zähler umfaßt ein Register 75, einen stelligen Bits enthalten Modifikatorbits. Diese geben Decodierer 77 und eine Verriegelungsschaltüng 70. der I/O-Vorrichtung die Einzelheiten über die Aus- 40 Jede Registerbitstelle auf der Leitung 78 besteht aus führung des Kommandos an. Sie können die I/O- drei entsprechend verbundenen gleichen Schaltungen. Vorrichtung veranlassen, während einer Schreib- Die Eingabe in jede Bitstelle erfolgt durch die drei operation empfangene Daten mit vorher aufgezeichne- niedrigststelligen Ausgänge des Datenadressenregisters ten Daten zu vergleichen, und sie können z. B. solche 60. Geeignete Torsteuerungssignale (nicht gezeigt) Bedingungen wie die Aufzeichnungsdichte und die 45 werden bei der Bildung von Ausgangssignalen vorge-Parität spezifizieren. Für das Steuerkommando kön- sehen, welche dem Bytezähler-Decodierer 77 und den nen die Modifikatorbitstellen den Anordnungscode Verriegelungsschaltungen 79 zugeführt werden. Außerenthalten, der die auszuführenden Steuerfunktionen dem werden Ausgangssignale zu einer weiter unten beangibt, schriebenen Paritäts- und Nullprüfschaltungen über-

Beim Feststellen eines ungültigen Kommandos durch 5° tragen.

den Kanal wird jeweils eine Programmprüfbedingung Der Bytezähler-Decodierer 77 empfängt die drei

erzeugt. Wenn das CCW-Wort einen ungültigen Code Eingangssignale aus dem Register 75 und sendet

enthält, wird der Statusteil des CSW-Wortes während gleiche Ausgangssignale zum Marke-B-Register 52

der Ausführung des Befehls »I/O starten« gespeichert. und zum Daten-B-Register 59 (s. Fig. 7B). Der

Wenn während der Kommandoverkettung ein ungül- 55 Decodierer 77 wählt die entsprechenden Flipflops des

tiger Code festgestellt wird, wird die neue Operation Marke-B-Registers und des Daten-B-Registers für die

nicht eingeleitet, und es wird eine Unterbrechungs- Betätigung der Speicheradressen-Eingangssammellei-

bedingung erzeugt. Der Kommandocode wird während tung 40 aus, die die im A-Register 58 gespeicherten

der Datenverkettung außer acht gelassen. Daten zum Speicher überträgt. Die Selbsthalteschal-

Der Addierer 74 ist eine 24stellige Einheit, die aus 60 tung 79 empfängt die gleichen Eingangssignale wie das

einem Volladdiererteil und einem Erhöhungs- und Register 75. Diese Ausgangssignale werden einem in

Verminderungsteil besteht. Der Volladdiererteil um- Fig. 7B gezeigten Vergleicher51 für Bytezähler und

faßt die vier niedrigsten Bitstellen. Der restliche Teil Zählregister zugeleitet. Der Bytezähler ist ein binärer

des Addierers ist der Erhöhungs- und Verminderungs- Oktalzähler mit einem Paritätsbit für Zwecke der

teil. Alle Bitstellen haben einen durch eine geeignete 65 Selbstprüfung. Die Selbsthalte- und Decodierabschnitte

Torschaltung gesteuerten verriegelten Ausgang. bilden eine Vorausschaufunktion, welche die Wellig-

Die Eingabe aus den unteren Bitstellen erfolgt aus keitszeit der binären Flipflopzähler ausschaltet. Wenn

dem Datenregister 60. Weitere Eingangssignale werden der Bytezähler 76 ein Wechselsignal empfängt, wird

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das Register 75 auf den Wert im Vorausschaumerkmal folgt aus vorher ausgewählten Leitungen der Speichereingestellt. Der Vorausschauwert ist so angeordnet, daten-Ausgangssammelleitung 44. Außerdem sind die daß er eine Zahl höher als der in den Registerstellen ist. entsprechenden Bitstellen des Daten-B-Registers 59 Nach dem Wechsel des Registers ist keine Verzögerung mit den Bitstellen des Α-Registers verbunden. Diese erforderlich, um die Ausgangswerte zu decodieren, da 5 Eingänge werden mit entsprechenden Torsteuerungsdas Vorausschaumerkmal verriegelt ist, während der Signalen für die Speicherdaten-Ausgangssammelleitung Zähler wechselt. Die Vorausschauschaltung schaltet 44 in Und-Form verknüpft. Die Ausgangssignale jeder sofort zur nächsten Zahl weiter, sobald der Wechsel Bitstelle werden entsprechenden Bitstellen des Dateneintiitt. Der Zähler kann durch den Datenadressen- B-Registers 59 und vorher ausgewählten Leitungen eingang auf jede beliebige Zahl eingestellt io der Speicherdaten-Eingangssammelleitung 40 zugewerden. führt. Für jedes Byte wird ein Paritätsbit erzeugt und

Nachdem nun die Programmablaufregister für den dem Daten-B-Register 59 und der Speicherdaten-Kanal beschrieben worden sind, erfolgt eine Erläute- Eingangssammelleitung 40 zugeführt,
rung der Datenübertragungsregister für die Übertra- Das Daten-B-Register 59 ist wie das Daten-A-Regigung von Daten zwischen dem Speicher und den 15 ster58 ein 64-Bit-Register. Jede Bitstelle hat die I/O-Vorrichtungen. Gemäß Fig. 7B umfassen die gleiche Schaltungskonfiguration. Die Eingabe in jede Datenübertragungsregister ein Marke-A-Register 50, Bitstelle erfolgt aus der entsprechenden Bitstelle des ein Marke-B-Register 52, ein Daten-A-Register 58, Daten-A-Registers. Jede Bitstelle ist weiter an die ein Daten-B-Register 59, einen Vergleicher 51 für I/O-Eingangssammelleitung 39 angeschlossen. Diese Bytezähler und Zählregister, I/O-Eingangssammel- 20 Eingangssignale werden mit Daten-A-Register -Torleitungsschaltungen 54, I/O-Ausgangssammelleitungs- Steuerungssignalen und I/O-Torsteuerungssignalen in schaltungen 53, Kanalstatusregister 57 und ein Adres- Und-Form verknüpft. Die I/O-Torsteuerungssignale senvergleichsregister 55. Jedes dieser Register wird leiten die verschiedenen Bytes der Eingangsdaten zu nachstehend in einem eigenen Absatz behandelt. den verschiedenen Bytestellen weiter. Die Zahl der

Das Marke-A-Register 50 ist ein achtstelliges Regi- 25 Bitstellen in einer Gruppe wird auf acht festgesetzt, ster mit einer zusätzlichen Stelle für eine Paritäts- um das aus der I/O-Vorrichtung kommende Informafehlerprüfung. Jede Bitstelle ist eine herkömmliche tionsbyte zu behandeln. Jede Gruppe von Bytes um-Selbsthalteschaltung. Die Eingabe in das Marke-Α- faßt eine Paritätsfehler-Prüfeinrichtung.
Register 50 erfolgt aus entsprechenden Bitstellen des Die Ausgangssignale jeder Bitstelle werden entMarke-B-Registers 52. Diese Eingangssignale werden 30 sprechenden Bitstellen des Daten-A-Registers 58 zumit geeigneten Torsteuerungssignalen in Und-Form geführt, wie schon angedeutet worden ist. Außerdem verknüpft. werden Ausgangssignale zu vorher ausgewählten Lei-

Das Marke-A-Register 50 empfängt außerdem als tungen der I/O-Datenausgangssammelleitung 38 über-

Torsteuerungseingangssignale Kanalspeicher-Steuer- tragen. Durch das Daten-B-Register werden also

signale und andere Signale. Diese Steuersignale wirken 35 Daten in den Speicher und aus diesem zu den I/O-

mit den Bitstellen-Eingangssignalen zusammen, um Vorrichtungen übertragen.

Ausgangssignale zur Marke-Sammelleitung 73 des Der Vergleicher 51 ist eine sechsstellige Einheit, die Speichers zu senden. Durch Ausgangssignale aus den Regulär- und Komplementärsignale aus der Byteverschiedenen Bitstellen des Marke-A-Registers 50 zähler-Selbsthalteschaltung 79 und dem Zählregister 62 werden die Speicherflipflops zum Speichern von Daten 4° empfängt (s. F i g. 7A). Die Regulär- und Komplean ausgewählten Speicherplätzen eingestellt. mentärsignale aus verschiedenen Registern werden in

Das Marke-B-Register 52 ist ein achtstelliges Regi- Und-Form miteinander verknüpft, so daß ein Ausster. Jede Bitstelle ist eine herkömmliche Selbsthalte- gangssignal zu einer entsprechenden Steuerschaltung schaltung. Die Eingabe in das Marke-B-Register wird gesendet werden kann. Außerdem empfängt der Vervom Ausgang des Bytezähler-Decodierers 77 aus be- 45 gleicher als Eingangssignale die drei niedrigsten Bits wirkt. Das Zählregister 66 sendet ebenfalls seine vier des Marke-B-Registers 52. Diese Eingangssignale werniedrigsten Bits zu entsprechenden Stellen des Marke-B- den mit den Ausgangssignalen der Bytezähler-Selbst-Registers. Diese Signale werden mit geeigneten halteschaltung 79 in Und-Form verknüpft, und es ent-Schreibsteuerungssignalen und einem Torsteuerungs- steht ein Ausgangssignal, welches anzeigt, daß der signal in Und-Form verknüpft. Außerdem enthält das 50 Inhalt des Bytezählers gleich dem des Marke-B-Regi-Register eine Einrichtung für die Paritätsfehlerprüfung. sters ist. Dieses Ausgangssignal wird auch einer noch Alle Bitstellen werden den entsprechenden Bitstellen zu beschreibenden Steuerschaltung zugeführt,
des Marke-A-Registers zugeführt. Die drei niedrigsten Während der Datenübertragung vergleicht der Ver-Bitstellen werden dem Vergleicher 51 für Bytezähler gleicher 51 die Eingangssignale des Zählregisters 66 und Zählregister zugeleitet, damit die Wortgrenzen- 55 und des Bytezählers 76 (s. F i g. 7A), um die Beendibestimmung erfolgen kann. Die drei niedrigsten Bits gung der Datenübertragung zu bestimmen. Die Einzelwerden außerdem der Speicherdaten-Ausgangssammel- heiten dieser Operation werden in Zusammenhang mit leitung 44 zugeführt. Das Marke-B-Register 52 stellt einer Beschreibung der Kanaloperation erläutert,
das Marke-A-Register 50 auf Grund empfangener Die Eingangssammelleitungs-Empfanger-und Selbst-Eingangswerte ein. 60 halteschaltung 54 ist eine achtstellige Einheit mit einer

Das Daten-A-Register 58 ist ein 64-Bit-Register für zusätzlichen Stelle für die Paritätsanzeige. Jede Stelle

das Übertragen von Daten oder das Zusammenstellen ist eine herkömmliche Selbsthalteschaltung. Jede

von Daten zwischen dem Speicher 10 und den I/O- Stelle ist an eine bestimmte Leitung der I/O-Eingangs-

Vorrichtungen 15', 16' u. dgl. (s. F i g. 1). Jede Sammelleitung 39 angeschlossen. Ausgangssignale wer-

Bitstelle ist eine herkömmliche Und/Oder/Inverter- 65 den vorher ausgewählten Leitungen des Daten-B-Regi-

Schaltung (NAND- bzw. NOR-Schaltung), die mit sters 59 zugeführt. Weitere Ausgangssignale werden

einem herkömmlichen Inverter eine bekannte Selbst- vorher ausgewählten Bitstellen des Einheitsadressen-

halteschaltung bildet. Die Eingabe in jede Bitstelle er- registers 70 (s. Fig. 7A) zugeleitet. Außerdem wer-

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den Ausgangssignale zu der Kanalstatusschaltung 57 terten Art und Weise. Die beiden aus der peripheren übertragen, die noch beschrieben wird. Die Einheit 54 Vorrichtung empfangenen Statussignale, die zur Bewird durch geeignete Torsteiterungssignale betätigt, die wirkung der bedingten Verzweigung verwendet werdurch Steiierschaltungen angeliefert werden. den, sind ein Vorrichtung-Ende-Signal, welches mit-

Die Ausgangssammelleitiings-Sende- und Selbst- 5 teilt, daß die periphere Vorrichtung den laufenden

halteschaltung 53 ist ebenso angeordnet wie die Befehl fertig ausgeführt hat, und ein Statusmodifikator-

Schaltung der Einheit 54. Die Einheit hat acht Stellen signal, das nötig ist, um die Bedeutung des anderen

sowie eine zusätzliche Stelle für Paritätsanzeige. Jede Statussignals zu verändern, das allein lediglich eine

Stelle ist eine herkömmliche Selbsthalteschaltung. Kommandoverkettung gestatten würde, wenn das

Vorher ausgewählte Stellen des Daten-B-Registers 59 io »Kommandoverkettunge-Kennzeichen im Kanalkom-

sind an ausgewählte Stellen der Einheit 53 angeschlos- mandowort enthalten ist. Für die bedingte Verzwei-

sen. Weiter sind das Operationsregister 72 und das gung ist es erforderlich, daß diese beiden Signale und

Einheit-Adressenregister 70 an ausgewählte Stellen keine anderen Signale an den Kanalstatusregistern 57

der Einheit 53 angeschlossen. Ausgangssignale werden erscheinen. Um eine solche Bedingung festzustellen,

der I/O-Ausgangssammelleitung 38 zugeführt. Aus- 15 sind die Kanalstatusregister 57 an den Decodierer 101

gangssignale auf der Leitung werden bestimmt durch angeschlossen. Im besonderen ist das zweite Bit in

die in Verbindung mit F i g. 6 beschriebene Kenn- dem durch die Kanalstatusregister 57 dargestellten

Zeichenleitung ISb. Ausgangssignale erscheinen auf Statusfeld als Statusmodifikator bezeichnet, während

der Leitung, entsprechend den aus einer entsprechenden das siebte Bit darin als Übertragung-Beendet-Bit ge-

Steuerschaltung angelieferten Torsteuerungssignalen. 20 kennzeichnet ist. Bei dieser Anordnung kann der

Das Adressenvergleichsregister 55 ist ein achtstelli- Decodierer 101 aus mehreren Inverterschaltungen be-

ges Register mit einer zusätzlichen Stelle für die stehen, die an den die Bits 1,3, 4, 5 und 6 darstellenden

Paritätsprüfung. Jede Stelle ist eine herkömmliche Selbsthalteschaltungen angebracht sind; die Ausgangs-

Und/Oder/Inverter-Schaltung. Jede Stelle ist an die signale dieser Inverterschaltungen werden dann mit

I/O -Ausgangssammelleitung 38 und an die Eingabe- 25 den Signalen auf den Ausgangsleitungen der die

schaltung für das Einheits-Adressenregister 70 (s. Bits 2 und 7 darstellenden Selbsthalteschaltungen in

Fig. 7A) angeschlossen. Ein Ausgangssignal wird Und-Form verknüpft. Das Ausgangssignal dieses

einer geeigneten Steuerschaltungsanordnung (nicht ge- Decodierers wird der Und-Schaltung 102 zugeleitet,

zeigt) beim Ansprechen auf einen Befehl zugeführt. wie es Fig. 7A andeutet, ebenso wie das Signal aus

Die Kanalstatusregister 57 bestehen aus mehreren 30 der zweiten Bitstelle im Kennzeichenfeld des Kenn-

Selbsthalteschaltungen, die auf verschiedene Eingangs- Zeichenregister 64. Dieses letztgenannte Signal tritt

signale hin die verschiedenen Bedingungen des I/O- auf, wenn eine Kommandoverkettung angezeigt ist.

Status anzeigen. Unter den verschiedenen Kanal- Das Ausgangssignal der Und-Schaltung 102 wiederum

Statusregistern befindet sich ein Register »Aufzeich- wird dem Addierer 74 zugeführt, um die Addition

nung mit falscher Länge«, ein Register »Berichtigung 35 einer 1 zur Kommandoadresse zu unterdrücken und

der Kommandoadresse«, ein Register »Programm- die Addition einer 2 zur Kommandoadresse zu bewir-

prüfung«, eine Speicherschutzschaltung, eine Daten- ken, wie es oben angedeutet worden ist.

kanal-Prüfschaltung, eine Kanalsteuerungs-Prüfschal- Bei der so beschriebenen Schaltungsanordnung ist

tung und eine Verkettungs-Prüfschaltung. Jede Selbst- die Steuereinrichtung für eine periphere Vorrichtung

halteschaltung empfängt verschiedene Kennzeichen- 40 imstande, ein Kommando aus einem Speicherplatz

Kipp-, Steuer- und Torsteuerungssignale, um das ge- auszuwählen und, wenn eine Verkettung angegeben ist,

wünschte Statussignal zu erzeugen. Das Ausgangs- ein anderes Kommando nach Ausführung des ersten

signal der verschiedenen Selbsthalteschaltungen wird Kommandos auszuwählen usf. Bei dem beschriebenen

der Kanalstatus-Sammelleitung 78 zugeführt, um über Kommandoformat können weitere Kommandos eine

die Speicher-Eingangssammelleitung 40 zu einer 45 Kommandoübertragung zu einem nichtangrenzenden

Speichereinheit übertragen zu werden. Ausgangssignale Speicherplatz zum Zwecke der Ausführung einer

(nicht gezeigt) werden anderen Steuerschaltungen zu- neuen Folge von Kommandos sein. Falls die Kom-

geleitet. mandoübertragung sich auf ein vorher ausgeführtes

Wie schon beschrieben, wird, wenn durch den Kanal Kommando bezieht, das eine Schleifenbildung steuert, ein Kanalkommandowort CCW entnommen wird, die 50 wie es für die Wiederholung einer bestimmten Operadurch den »I/O starten«-Befehl angegebene Korn- tion nötig ist, sieht die Erfindung vor, nach Abschluß mandoadresse berichtigt durch das Erhöhen eines der Operation mit einer neuen Folge von Kommandos Doppelwort-Speicherplatzes, wobei ein Wort aus vier fortzufahren und so eine bedingte Verzweigung zu Bytes besteht und jedes Byte acht Bits ausschließlich einer neuen Folge von Kommandos zu bewirken,
der Paritätsbits enthält. Diese Erhöhung wird durch 55 Außer der Suchoperation in einer peripheren den Addierer74 von Fig. 7A bewerkstelligt, wel- Speichervorrichtung mit direktem Zugriff kann die eher eine Schaltungsanordnung umfaßt, durch die ein Erfindung auch verwendet werden, um andere peri-Einerbit zu der Speicheradresse addieit wird, die im phere Vorrichtungen zu steuern und sogar zwei Register 62 gespeichert worden ist, falls durch das Datenverarbeitungssysteme, die zusammengekoppelt Kanalkommandowort, das gegenwärtig entnommen 60 sind, zur parallelen Verarbeitung oder Mehrfachwird, eine Kommandoverkettung spezifiziert wird. verarbeitung zu synchronisieren.

Wenn durch die Statusinformation eine bedingte Ein doppeltes Datenverarbeitungssystem der vorVerzweigung angezeigt wird, wird gemäß der Erfindung genannten Art ist in F i g. 5 veranschaulicht,
durch die Schaltungsanordnung die Addition eines F i g. 5 zeigt ein doppeltes Datenverarbeitungs-Einerbits zur Kommandoadresse unterdrückt, und es 65 system, und zwar enthält jedes dieser Systeme Einheiten wird dafür eine ähnliche Schaltung, durch welche zwei des in F i g. 1 gezeigten Typs, aber mit Ausnahme Einerbits zur Kommandoadresse addiert werden, des Kanal-Kanal-Adapters 9, der in den I/O-Koppelwirksam gemacht, und zwar in der nachstehend erläu- einheiten 17a bzw. 17b der der beiden Systeme ange-

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ordnet ist; Den Kanal-Kanal-Adapter 9 kann man anderen mit einem Minimum der Unterbrechung der sich als Puffer vorstellen, der Kommandos und Daten jeweiligen CPCZ-Einheiten oder der Hauptprogramme, über eine der Koppelleitungsgruppen 17a und 176 welche diese ausführen. Mit der erfindungsgemäßen empfängt und über eine der Koppelleitungsgruppen Einrichtung können nicht nur die jeweiligen Kanal-176 bzw. 17a überträgt, wobei der Kanal-Kanal- 5 kommandowörter z. B. ein Übertragungskommando Adapter im wesentlichen in Form von zwei Steuer- kennzeichnen, durch das die Kanalsteuereinrichtung einheiten wirksam ist, z. B. Einheiten 15a oder 156, 146 Eingangsdaten auf den ganzen Speicher 106 verdie »Rücken an Rücken« angeordnet sind. Falls also teilt oder durch das die Kanalsteuereinrichtung 14a die CPCZ-Einheit 12a einen I/O-Starten-Schreibbefehl Daten, die im ganzen Speicher 10a verstreut sind, ausführt und den Kanal-Kanal-Adapter 9 als I/O- io sammelt, sondern es kann auch eine bedingte VerEinheit angegeben ist, wählt die Kanalsteuereinrich- zweigungsoperation in jeder der Kanalsteuereinrichtung 14a das entsprechende Schreibkommandowort tungen verwendet werden, wobei die zu der Verzweiaus dem Speicher 10 a aus und sendet dem Kanal- gung führende externe Bedingung durch das andere Kanal-Adapter 9 das entsprechende Ausgangskom- Datenverarbeitungssystem erzeugt wird.
mando-Kennzeichen, wie es F i g. 6 zeigt. Daraufhin 15 Mit der Erfindung kann eine Reihe von Operationen signalisiert der Kanal-Kanal-Adapter 9 der Kanal- an einer peripheren Vorrichtung durch die CPU-Einsteuereinrichtung 146 über die Koppeleinheit 176 heit des einen »I/O starten«-Befehl ausführenden durch Erregen der entsprechenden Eingangsanforde- Systems eingeleitet werden, wonach die CPf/-Einheit rungsleitung an der Koppeleinheit 176, woraufhin dann frei ist, ihr eigenes Hauptprogramm weiter ausdie Kanalsteuereinrichtung 146 dann ein vorher- 20 zuführen; dabei wählt der Kanal seine eigenen Kombestimmtes Lesekommandowort aus dem Speicher 106 mandowörter aus dem Speicher aus, wie es nötig ist, auswählt. Nach Errichtung der entsprechenden Sperren um die Folge von peripheren Operationen auszuführen, liest der Kanal 14a dann aus dem Speicher 10a, um Falls eine Verzweigung zu einer neuen Folge von zum Kanal-Kanal-Adapter 9 zu übertragen, während Kommandos erforderlich ist, kann diese durch den die Kanalsteuereinrichtung 146 aus dem Kanal-Kanal- 25 Kommandoübertragungsbefehl bewirkt werden, der in Adapter 9 empfängt, um in den Speicher 106 einzu- ein entsprechendes Kanalkommandowort eingebaut schreiben. Die jeweiligen Operationen werden ent- wird. Ist während einer solchen peripheren Operation sprechend dem CCfF-Format und der Kanaloperation eine bedingte Verzweigung nötig, wird diese erfinausgeführt, wie es oben in Verbindung mit F i g. 1 dungsgemäß bewirkt, und zwar durch die Steuerung beschrieben worden ist. Diese Anordnung ermöglicht 30 einer beliebigen peripheren Vorrichtung, die entweder die Übertragung von Daten und anderen Informatio- eine typische I/O-Einheit, wie z. B. eine Bandeinheit, nen aus einem Datenverarbeitungssystem zu einem oder ein weiteres Datenverarbeitungssystem sein kann.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Datenverarbeitungsanlage, bestehend aus einer zentralen Verarbeitungseinheit und über Datenkanäle mit dieser verbundenen Anschlußeinheiten, wie Ein-und Ausgabeeinheiten, sowie einer Kanalsteuereinrichtung, die durch die Steuereinheit der zentralen Datenverarbeitungseinheit in Tätigkeit gesetzt oder gestoppt werden kann, im übrigen jedoch unabhängig von dieser eine mehrgliedrige Übertragungsoperation unter Verwendung einer im Speicher der Datenverarbeitungsanlage gespeicherten Kanalkommandofolge ausführen kann und die zu diesem Zweck eine Kanalkommando-Weiterschalteinrichtung mit der Möglichkeit der Kommandoverkettung aufweist außerdem ein Statusregister besitzt, das zur Aufnahme von Statussignalen der Steuereinheiten der Eingabe-/Ausgabeeinheiten bzw. der Eingabe-/Ausgabeeinheiten selbst dient, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung (101, 102 in F i g. 7 A) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit vom gleichzeitigen Vorliegen der von den E/A-Einheiten gelieferten Signale »Übertragung beendet« und »Verzweigung angefordert« sowie des Kommandoverkettungssignals die Adressenweiterschaltung (74, 62) zum Überspringen wenigstens des in der Kanalkommandofolge nächsten Kanalkommandos steuert.

2. Datenverarbeitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalkommando-Weiterschalteinrichtung aus einen Addierwerk (74) besteht, dem als ein erster Operand Kanalkommando-Adressen aus einem den Kanalkommandos zugeordneten Adressen register (62) und als weiterer Operand konstante Adresseninkrementierungsgrößen zugeführt werden, und daß das durch Und-Verknüpfung der Signale »Übertragung Beendet«, »Verzweigung Angefordert« sowie »Kommandoverkettung« gebildete Verzweigungssteuersignal zur Sperrung der Zuführung der einfachen Adresseninkrementierungsgrößen und zur Steuerung der Zuführung vervielfachter Adresseninkrementierungsgrößen dient.

3. Datenverarbeitungsanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Addierwerk (74) bei Auftreten eines Verzweigungssteuersignals verdoppelte Adresseninkrementierungsgrößen zugeführt werden.

4. Datenverarbeitungsanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Aufnahme des Kennzeichenfeldes (88) des jeweils wirksamen Kanalkommandos ein Kennzeichenregister (64) vorgesehen ist, dessen ein Verkettungszeichen aufnehmende Registerstellen mit einer Und-Schaltung (102) verbunden sind, deren zweiter Eingang mit einer dem Statusregister (57) zugeordneten Decodierschaltung (101) verbunden ist und deren Ausgangssignal eine Inkrementierungsgrößen-Verdoppelung im Addierwerk (74) auslöst.