DE2000608C3 - Schaltungsanordnung fuer eine Nachrichtenverarbeitungs-,insbesondere fuer eine Nachrichtenvermittlungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Nachrichtenverarbeitungsanlage, insbesondere eine Nachrichtenvermittlungsanlage, bei der mindestens eine mehrere Speicherregister enthaltende Programmsteuerung und mindestens eine Speichereinheit vorgesehen ist, die die für den Betrieb der Anlage notwendigen Daten und Programme enthält. Es wurde bereits vorgeschlagen, Nachrichtenverarbeitungsanlagen und insbesondere Nachrichtenvermittlungsanlagen als programmgesteuerte Systeme nach Fig. 1 aufzubauen. Derartige Anlagen enthalten eine Leitungsanschlußeinheit L, mindestens eine Programmsteuerung P und eine Kommandoeinheit K, über die Bedienungspersonen Zugriff zum System haben. Sind wie im vorliegenden Beispiel zwei gleichzeitig wirksame Programmsteuerungen vorgesehen, so kann eine der Programmsteuerungen bei Ausfall der anderen deren Aufgabe unter Verringerung der Arbeitsgeschwindigkeit mit übernehmen. Die von den Programmsteuerungen auszuführenden Programme sind in den aus Sicherheitsgründen zweifach vorhandenen Speichereinheiten Sp1 und Sp2 gespeichert.

Zur Ausführung von Standardbefehlen, Organisationsbefehlen und verdrahteten Spezialbefehlen benötigt die Programmsteuerung eine Reihe von Registern, deren Anordnung und Verknüpfung untereinander den notwendigen schaltungstechnischen Aufwand und die Arbeitsgeschwindigkeit der Programmsteuerung bestimmt.

Es wäre nun möglich, Register, die nicht bei jedem Befehl benötigt werden - beispielsweise Mehrzweckregister und Maskenregister - in jeweils eine Zelle der Speichereinheit Sp aufzunehmen und nur die am häufigsten benötigten Register - beispielsweise den Akkumulator und das Befehlszählerregister - in der Programmsteuerung P aufzubauen. Dies wäre eine aufwandsarme Lösung. Alle Befehle, die sich auf die Register im Speicher beziehen, würden jedoch zusätzliche Speicherzyklen benötigen und damit den Speicher und die Programmsteuerung zeitlich belasten. Die Leistungsfähigkeit der Anlage würde dadurch unzulässig vermindert werden. Baut man dagegen alle Register aus einzelnen Kippstufen in der Programmsteuerung auf, so stehen die Registerinhalte ohne einen Speicherzyklus sofort zur Verfügung. In diesem Fall ist jedoch der Schaltungsaufwand ziemlich hoch.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Registeranordnung anzugeben, die die geschilderten Nachteile vermeidet.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Register innerhalb der Programmsteuerung P, zu denen ein gleichzeitiger Zugriff nicht notwendig ist, in mindestens einen zur Programmsteuerung P gehörenden Zusatzspeicher ZS zusammengefasst sind, und dass dieser Zusatzspeicher mit anderen Registern innerhalb der Programmsteuerung derart verknüpft ist, dass sein Ausgang einerseits über ein Ausgaberegister AR mit einem >>1<<-Addierer AD, dessen Ausgang an das Adressenregister ADR der Progammsteuerung P und an einen Informationseingang des Zusatzspeichers ZS angeschlossen ist, und andererseits über eine Auswahlschaltung AU mit einem Addierer ADD, dessen zweiter Eingang B über eine zweite Eingangsschaltung BK an das Wortregister WR angeschlossen ist, verbunden ist, wobei das jeweilige Ergebnis des Addierers ADD in einem Akkumulator AK oder einem Zwischenregister ZR speicherbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren erläutert. Es zeigt

Fig. 2 das Blockschaltbild einer Programmsteuerung des Systems nach Fig. 1,

Fig. 3 die Register für Elementaroperationen der Programmsteuerung und ihre Verknüpfung untereinander und

Fig. 4 eine vorteilhafte Variante der Registeranordnung nach Fig. 3 für Zeichenbefehle.

Nach Fig. 2 ist die Programmsteuerung aus den Registern für Elementaroperationen R, einer Operationsablaufsteuerung OS und einer Programmauswahlsteuerung PW aufgebaut. Die Operationsablaufsteuerung OS steuert ausgehend vom nicht dargestellten Befehlsdecodierer die Abläufe innerhalb der Programmsteuerung P. Die Programmauswahlsteuerung PW übernimmt die Auswahl eines unter mehreren gleichzeitig angeforderten Programmen mit verschiedenen Prioritäten. Sie hat dabei zu berücksichtigen, dass Programme höherer Priorität Programme niedrigerer Priorität unterbrechen können. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Register für Elementaroperationen und deren Verknüpfung miteinander.

In Fig. 3 sind unten die beiden Speichereinheiten Sp1 und Sp2 angedeutet. Fig. 3 ist in die Fig. 3a und 3b aufgeteilt, von denen sich Fig. 3b rechts an die Fig. 3a anschließt. Das gleiche gilt für die Fig. 4a und 4b. Die Adresse zur Auswahl einer bestimmten Speicherzelle sind jeweils im Adressenregister ADR enthalten. Eine Adresse - beispielsweise der Inhalt des Befehlszählerregisters - wird im Adressenregister so lange gespeichert, bis die Speichereinheit die Adresse übernommen hat. Das Adressenregister ADR erhält vom >>1<<-Addierer AD die um >>1<< erhöhte Befehlsadresse vom Zwischenregister ZR die indizierte und vom Wortregister WR die substituierte Adresse. Im Wortregister WR steht jeweils das in die Speichereinheiten Sp1 und/oder Sp2 einzuschreibende, oder das gelesene Speicherwort. Das Wortregister WR dient als Zwischenregister beim Verkehr mit den beiden Speichern und bei Abläufen innerhalb der Programmsteuerung P. Es ist deshalb mit den meisten anderen Registern verbunden. Dabei sind Verbindungen mit der Länge eines ganzen Speicherwortes - beispielsweise 24 Bit - mit dicken Strichen, Verbindungen von weniger als Wortlänge - beispielsweise von Adreßlänge, d. h. 15 Bit - mit dünnen Strichen gezeichnet. Steuerleitungen von und zu der Operationsablaufsteuerung, mit deren Hilfe die Übertragungswege zwischen den Registern geöffnet und geschlossen werden, sind der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnet worden.

Beim gleichzeitigen Lesen aus beiden Speichern werden die aus den Speicherzellen gelesenen Speicherworte miteinander im Wortvergleicher WV verglichen. Ungleichheit bedeutet in diesem Fall, dass ein Fehler vorliegt, der durch ein Signal der Operationsablaufsteuerung OS gemeldet wird. Das über das Wortregister zu ladende Speicherauswahlregister SR gibt dabei an, was den Speichern zu entnehmen ist. Zwei Bitz des Speicherauswahlregisters SR geben an, ob Befehle aus Speicher Sp1, Sp2 oder aus beiden Speichern gleichzeitig entnommen werden sollen; zwei weitere Bits bestimmen, ob Daten mit nur einem von beiden Speichern oder mit beiden zugleich ausgetauscht werden sollen.

Mit dem Wortregister ist einer der Informationseingänge des Zusatzspeichers ZS verbunden. Fig. 3b zeigt den Zusatzspeicher ZS und seine Verknüpfungen mit den Registern der Programmsteuerung P. In diesem Beispiel ist der Zusatzspeicher als Matrix-Speicher ausgeführt. Er enthält 16 Speicherzellen mit der Adressenlänge von 15 Bit, von denen jede mit Koordinaten X1 bis X4 und Y1 bis Y4 ausgewählt werden kann. Der Inhalt dieser Speicherzellen kann zerstörungsfrei entnommen oder geändert werden. Zum Zweck der Änderung können die Speicheroperationen Schreiben, Und, Oder und Löschen ausgeführt werden. Bei den Operationen Und und Oder wird jeweils der Inhalt einer Zelle des Zusatzspeichers mit dem Inhalt eines Registers außerhalb des Zusatzspeichers bitweise im Sinne des logischen UND bzw. ODER verknüpft.

Der Zusatzspeicher enthält folgende Register: sieben Mehrzweckregister, zwei Maskenregister, zwei Prioritätsstatusregister, zwei Befehlszählerregister, zwei Zwischenspeicherregister und den Adressenteil des Befehlsregisters. Von diesen Registern sind die Makenregister und Prioritätsstatusregister sowie ein Befehlzählerregister und die Zwischenspeicherregister für Organisationsbefehle vorgesehen, während die übrigen Register zur Ausführung von Standardbefehlen dienen. Alle Mehrzweckregister können zur Indizierung und Adressenrechnung, aber teilweise auch zur Lösung von Sonderaufgaben verwendet werden. Die Maskenregister ermöglichen es, festzulegen, in welcher von mehreren Programmsteuerungen ein angefordertes Programm laufen soll. Darüber hinaus lassen sich mit den Maskenregistern Programme vor Unterbrechungen durch bestimmte andere Programme schützen. Zu diesem Zweck enthalten die Maskenregister Bitmuster, deren Stellen jeweils eine bestimmte Priorität zugeordnet ist. Jede im Maskenregister enthaltene >>1<< bewirkt, dass Programme mit einer dieser Stelle zugeordneten Priorität andere Programme unterbrechen dürfen. Ein Prioritätsstatusregister enthält jeweils die Priorität eines gerade laufenden Programms innerhalb der Programmsteuerung. Diese Priorität wird jeweils mit der Priorität später angeforderter Programme verglichen. Der Vergleich entscheidet, ob das angeforderte Programm eine höhere Priorität hat als das gerade laufende und deshalb das laufende Programm unterbrechen darf. Zwischenspeicherregister erfüllen die Aufgabe, im Falle einer Programmunterbrechung den Inhalt anderweitig benutzter Register aufzunehmen. Das Befehlszählerregister enthält immer die um >>1<< erhöhte Adresse der gerade bearbeiteten Befehlszelle im Speicher. Jeweils bei Befehlsende wird das Befehlszählerregister ausgewählt; sein Inhalt wird in das Adressenregister ADR übergeben und der um >>1<< erhöhte Inhalt wird in den Zusatzspeicher ZS zurückgeschrieben. Eine weitere Zelle des Zusatzspeichers ZS nimmt den Adressenteil der Befehle auf, wenn die jeweilige Adresse während der Befehlsausführung erhalten bleiben muss. Der Operationsteil der Befehle wird in jedem Fall in ein hierfür bestimmtes Register BR außerhalb des Zusatzspeichers übernommen und wird durch einen nicht dargestellten Befehlsdecodierer decodiert, der dann die Operationssteuerung steuert. Enthält der Operationsteil des Befehls die Adresse einer Zelle des Zusatzspeichers ZS - beispielsweise in den Bits 18 bis 21 des Befehlswortes -, so wird diese im Adressendecodierer D decodiert und ins Blockadressenregister BA abgegeben. Von dort aus werden mit Hilfe der im Kernspeicher üblichen Koordinaten X und Y die Speicherzellen ausgewählt. Anschließend wird beispielsweise der Adressenteil eines Befehls über die Verbindung WR-ZS in die dafür vorgesehene Speicherzelle übergeben. In gleicher Weise wird der Zusatzspeicher ZS immer dann angesteuert, wenn eines der in ihm enthaltenen Register geladen werden soll. Der Adressendecodierer besitzt noch einen zweiten Eingang, über den der Zusatzspeicher ZS direkt vom Wortregister WR unter Umgehung des Befehlsregisters BR angesteuert werden kann. Die Information über die gewünschte Zelle im Zusatzspeicher ZS wird in diesem Fall dem Index des Befehlswortes - z. B. den Bits 1 bis 4 des Befehlswortes - entnommen. Die decodierte Adresse der gewünschten Zelle wird wiederum dem Blockadressenregister BA übergeben und zur Auswahl der Speicherzelle verwendet. Der Inhalt der ausgewählten Speicherzelle wird dann im Addierer ADD zum Adressenteil des im Wortregister WR gespeicherten Befehls addiert. Zu diesem Zweck wird er über eine Auswahlschaltung AU dem Addierer zugeführt; der im Wortregister WR stehende Befehl wird ebenfalls dem Addierer ADD zugeführt.

Im Addierer können zwei vierundzwanzigstellige Binärzahlen A und B addiert oder substrahiert werden. Dabei kann A der Inhalt des Akkumulators AK (15 oder 24 Bit) oder der Inhalt einer Zelle des Zusatzspeichers ZS (15 Bit) sein. B ist immer der Inhalt des Wortregisters WR (15 oder 24 Bit). Ein Additionsüberlauf wird vom Überlauf- und Endeanzeigeregister angezeigt und kann dort abgefragt werden. Das Ergebnis einer Addition wird im Akkumulator AK oder im Zwischenregister ZR gespeichert. Im Falle der Indizierung wird das Additionsergebnis im Zwischenregister ZR gespeichert. Von dort kann es in das Wortregister WR, das Adressenregister ADR und in eine Zelle des Zusatzspeichers ZS weitergegeben werden. Im letzten Fall kann beispielsweise jene Zelle mit Hilfe der im Operationsteil des Befehlswortes angegebenen Adresse ausgewählt werden, die den Adressenteil von Befehlsworten aufnimmt. Die direkte Verbindung zwischen Zwischenregister ZR und dem Zusatzspeicher ZS kann jedoch auch entfallen, wenn die zeitlichen Bedingungen dies erlauben. Der Inhalt des Zwischenregisters wird dann dem Zusatzspeicher ZS durch das Wortregister WR übergeben. Die Verbindung zwischen dem Zwischenregister ZR und dem Zusatzspeicher ZS ist aus diesem Grund als unterbrochene Linie gezeichnet.

Das Ergebnis einer Addition oder Subtraktion zwischen dem Inhalt einer Zelle des Zusatzspeichers ZS und dem Inhalt des Wortregisters WR kann aber auch im Akkumulator AK gespeichert und von diesem weiterverarbeitet werden. Im Akkumulator AK kann ein ganzes Speicherwort vom Programm bearbeitet werden. Sein Inhalt kann nach links und rechts geschoben und rundgeschoben werden, wobei der in einen Vorwärts- und einen Rückwärtszähler aufgeteilte Verschiebezähler die Steuerung übernimmt. Die logischen Verknüpfungen UND, ODER und EXKLUSIV-ODER zwischen den Inhalten des Akkumulators AK und des Wortregisters WR werden durch eine zwischen dem Akkumulator und dem Wortregister angeordnete Eingangslogik EL ausgeführt. Die mit unterbrochener Linie gezeichnete Verbindung zwischen dem Ausgang des Akkumulators und der Eingangslogik EL kann entfallen, wenn der Akkumulator gemäß der in der deutschen Patentanmeldung P 18 00 948.8 beschriebenen Art ausgeführt ist.

Die Zeichenauswahlschaltung kann jeweils eines von vier Zeichen im Wortregister oder den Inhalt des Vorwärtszählers V auswählen und in die Bits 10 bis 15 des Akkumulators übertragen. Jedes Speicherwort umfaßt in diesem Bespiel je vier Zeichen mit 6 Bit. Das in den Bits 10 bis 15 des Akkumulators stehende Zeichen kann in den vier Zeichenstellen 1. bis 4. des Zwischenregisters ZR gespeichert - das Zwischenregister enthält dann vier gleiche Zeichen - und zum Wortregister WR weitergegeben werden. Mit der Speicheroperation >>Zeichenweises Schreiben<<, die bereits in der deutschen Patentanmeldung P 15 37 344.1 beschrieben wurde, wird das Zeichen in einer der vier Zeichenstellen einer Speicherzelle übergeben.

Zur schnellen Veränderung von Adressen um >>1<< ist der >>1<<-Addierer vorgesehen, dessen Eingang über das Ausgaberegister AR mit dem Ausgang des Zusatzspeichers ZS verbunden ist. Das Ausgaberegister AR dient als Zwischenspeicher, um den Zusatzspeicher ZS nach dem Entnehmen eines Zelleninhaltes schnell wieder freigeben zu können. Ein Zwischenspeicher ist aber auch dann notwendig, wenn das Addierergebnis wieder in den Zusatzspeicher ZS eingeschrieben werden soll. Das Ausgaberegister AR erfüllt demnach die Aufgabe eines Wortregisters bei den bekannten Kernspeichern. Der Inhalt des Ausgaberegisters kann unverändert, um >>1<< erhöht oder erniedrigt oder um >>2<< erhöht weitergegeben werden.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, einen direkten Weg vom Zusatzspeicher ZS zum Adressenregister ADR einzurichten, so dass eine Adresse nicht erst das Ausgaberegister AR und den >>1<<-Addierer AD durchlaufen muß. Diese Lösung wird immer dann bevorzugt, wenn die zeitlichen Bedingungen es nicht erlauben, die Adresse unverändert durch den >>1<<-Addierer zu geben.

Eine direkte Verknüpfung ist auch zwischen dem Ausgang des Zusatzspeichers ZS und dem Wortregister WR vorgesehen. Über diese Verbindungen kann der Inhalt einer Zelle des Zusatzspeichers ZS in den Speicher Sp übertragen werden.

Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin möglich, die Anordnung des Zwischenregisters ZR derart zu ändern, dass die Ausführung von sogenannten Zeichenbefehlen, bei denen die Operanden nicht ganze Speicherworte von beispielsweise 24 Bit, sondern Zeichen von beispielsweise 6 Bit sind, möglich ist. Fig. 4a und 4b zeigen die geänderte Anordnung des Zwischenregisters ZR, dem nun ein Zeichenverteiler ZV vorgeschaltet ist, der vier Zeichen von 6 Bit vom Akkumulator parallel aufnimmt und die Zeichen parallel und nacheinander in das Zwischenregister ZR eingibt. Jeweils ein Zeichen kann also von einer der vier Zeichenstellen des Akkumulators AK an eine der vier Zeichenstellen des Zwischenregisters ZR übergeben werden. Soll in einer Zeichenfolge ein bestimmtes Zeichen gesucht werden (beispielsweise ein Endezeichen), so wird dieses zu Beginn eines Zeichenbefehls in ein Endezeichenregister gegeben. Jedes Zeichen, das den Zeichenverteiler ZT passiert, wird in einem Zeichenvergleicher ZV mit dem Inhalt des Endezeichenregisters EZ verglichen. Der Zeichenvergleicher ZV gibt bei gleichen Zeichen ein Signal an die Operationsablaufsteuerung OS.

Im Rahmen der Erfindung ist schließlich noch eine weitere Verbesserung möglich. Die Arbeitsgeschwindigkeit der Programmsteuerung hängt nämlich davon ab, wie oft die Programmsteuerung während eines Programms Zugriff zum Speicher erhalten muß. Je größer der Registersatz zum Speichern von Zwischenergebnissen ist, desto seltener muß der Programmsteuerung P ein Speicherzyklus zugeteilt werden. Der Datenaustausch zwischen dem Speicher und der Programmsteuerung kann bei ausreichend großem Registersatz auf Beginn und Ende eines Vorganges beschränkt werden. Wird der Registersatz mehrfach vorgesehen, so können die den momentanen Stand eines Programms kennzeichnenden Daten auch bei einer Programmunterbrechung in der Programmsteuerung aufbewahrt werden. Die Programmsteuerung kann dann von ebenso vielen Benutzern, z. B. Leitungen, gleichzeitig belegt sein wie Registersätze vorgesehen sind. Die Operation des Umspeicherns vom Speicher in die Programmsteuerung und umgekehrt entfällt dann. Die Registersätze können aufwandsarm in einem größeren oder in mehreren kleineren Zusatzspeichern zusammengefasst sein.

Claims (9)

1. Schaltungsanordnung für eine Nachrichtenverarbeitungsanlage, insbesondere eine Nachrichtenvermittlungsanlage, bei der mindestens eine mehrere Speicherregister enthaltende Programmsteuerung und mindestens eine Speichereinheit vorgesehen ist, die die für den Betrieb der Anlage notwendigen Daten und Programme enthält, dadurch gekennzeichnet, dass Register innerhalb der Programmsteuerung (P), zu denen ein gleichzeitiger Zugriff nicht notwendig ist, in mindestens einem zur Programmsteuerung (P) gehörenden Zusatzspeicher (ZS) zusammengefasst sind, und dass dieser Zusatzspeicher mit anderen Registern innerhalb der Programmsteuerung derart verknüpft ist, dass sein Ausgang einerseits über ein Ausgaberegister (AR) mit einem >>1<<-Addierer (AD), dessen Ausgang an das Adressenregister (ADR) der Programmsteuerung (P) und an einen Informationseingang des Zusatzspeichers (ZS) angeschlossen ist, und andererseits über eine Auswahlschaltung (AU) mit einem Addierer (ADD), dessen zweiter Eingang (B) über eine zweite Eingangsschaltung (BK) an das Wortregister (WR) angeschlossen ist, verbunden ist, wobei das jeweilige Ergebnis des Addierers (ADD) in einem Akkumulator (AK) oder einem Zwischenregister (ZR) speicherbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzspeicher als Matrix-Speicher ausgebildet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Register, deren Inhalt bei einer Programmunterbrechung in der Speichereinheit gespeichert werden müßte, mehrfach vorgesehen sind und dass diese Register in einem größeren oder mehreren kleineren Zusatzspeichern zusammengefasst werden.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Befehlszählerregister und der Adressenteil des Befehlsregisters in einem Zusatzspeicher angeordnet sind.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für den Operationsteil von Befehlswörtern ein Register (BR) außerhalb des Zusatzspeichers vorgesehen ist, und dass mit Hilfe dieses Registers (BR) jede Zelle des Zusatzspeichers (ZS) über einen Adressendecodierer (D) und ein Blockadressenregister (BA) ansteuerbar ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall der Indizierung der Adressendecodierer (D) einen zweiten Eingang besitzt, dem die Nummer des Indexregisters vom Wortregister (WR) aus zugeführt wird.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenregister (ZR) mit dem Adressenregister (ADR) und dem Wortregister (WR) direkt verbunden ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine direkte Verbindung zwischen dem Zwischenregister (ZR) und einem Informationseingang des Zusatzspeichers vorgesehen ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenregister (ZR) zwischen dem Ausgang des Addierers (ADD) und einem Eingang des Akkumulators (AK) angeordnet ist und dass zur zeichenweisen Eingabe von Wörtern in das Zwischenregister ein Zeichenverteiler (ZT) vorgesehen ist.