DE2000875A1

DE2000875A1 - UEberlastungsschutzschaltung fuer ein elektronisches Datenverarbeitungssystem

Info

Publication number: DE2000875A1
Application number: DE19702000875
Authority: DE
Inventors: Kerr John Willis N E Byron
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1969-01-14
Filing date: 1970-01-09
Publication date: 1970-07-23
Also published as: FR2028264A1; US3568165A; JPS4826962B1; GB1273724A

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Geselhchaft mbH

Böblingen, 19. Dezember 1969 j o/du

Anmelderin:

International Business Machines Corporation, Armonk, N. Y. 10504

Amtl. Aktenzeichen:

Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin:

Docket RO 968 040

überlastungsschutzschaltung für ein elektronisches Dat enver arbe i tungs sy st em.

Die Erfindung betrifft eine überlastungsschutzschaltung für ein elektronisches Datenverarbeitungssystem mit einer Anzahl Ein-/Ausgabegeräten, deren Steuereinheiten über einen gemeinsamen Ein-/Ausgabekanal an die ZentralSteuereinheit angeschlossen sind und jeweils Schaltungen zur Anzeige der Auswahl und Arbeitsbefehle und Schaltungen zur Verarbeitung der Anzeigesignale zu einem Operationsanforderungssignal besitzen.

Bei den heute bekannten Datenverarbeitungssystemen kann eine Bedingung auftreten, die als Überlastung bezeichnet wird, wenn die Belastung der zentralen Verarbeitungseinheit durch die angeschlossenen und gleichzeitig arbeitenden Ein-/Ausgabegeräte den kritischen Wert oder die Kapazität des Systems überschreitet. Eine

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Überschreitung dieses kritischen Wertes hat zur Folge, daß Datenübertragungen von den Ein-/Ausgabegeräten zur zentralen Verarbeitungseinheit und umgekehrt nicht mehr bewältigt werden können, so daß Daten verlorengehen. Eine derartige Situation tritt ein, wenn die Ein-/Ausgabegeräte aufgrund der Programmierung im Überlappungsbetrieb arbeiten. Die gegenwärtig übliche Verhaltensweise beim Auftreten dieser Krisensituation besteht entweder darin, das Programm erneut zu starten und laufen zu lassen, um festzustellen, ob der nächste Programmlauf nicht wieder in eine überlastungssituation führt oder aber darin, diejenigen Ein-/Ausgabegeräte mit der höchsten Belastung oder höchsten Benutzung der Belastungskapazität aus dem Uberlappungsbetrieb herauszunehmen und sie in nicht überlappender Weise zu betreiben. In jedem Falle verschlechtern diese Maßnahmen den Wirkungsgrad des Datenverarbeitungssystems. Die Kapazität eines Datenverarbeitungssystems oder Datenrechners für die Durchführung von Datenübertragungen wird weitgehend von der Zahl der Informationsaustauschkanäle des Systems und den Datenübertragungsgeschwindigkeiten der angeschlossenen Einheiten bestimmt. Daher kann das Datenverarbeitungssystem eine Anzahl von Ein-/Ausgabegeräten besitzen, die verschiedene Übertragungsgeschwindigkeiten oder Belastungsfaktoren besitzen, die jeweils von dem relativen Betrag der Informationsaustauschkapazität abhängen, die notwendig ist, um diese Geräte zu bedienen. Früher wurde das Programm so entworfen, daß durch eine überwachung des Datenflußbetrages, der zu irgendeiner Zeit im System vorlag durch eine Anzeige der gleichzeitig arbeitenden Geräte, das überschreiten der Datenaustauschkapazität vermieden wurde. Dieses Verfahren stellt aber eine große Belastung für den Programmierer dar, erfordert zusatz* liehe Speicherkapazität, erfordert weiter zusätzliche Programmausführungszeit und erfordert schließlich eine Programmunterbrechung nach der Operation eines jeden Ein-/Ausgabegerätes, um die Subtraktion der zugeordneten Belastungsfaktoren vorzunehmen.

Aus diesen Gründen ergibt sich die Aufgabe der Erfindung, für Datenverarbeitungssysteme einen überlastungsschutz vorzusehen, der

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weitgehend frei von den Nachteilen der bekannten Schutzmaßnahmen ist.

Für eine Uberlastungglecnaltung für ein elektronisches Datenverarbeitungssystem mit einer Anzahl Ein-/Ausgabegeräten, deren Steuereinheiten an die zentrale Steuereinheit angeschlossen sind, und jeweils Schältungen zur Anzeige der Auswahl und Arbeitsbefehle und Schaltungen zur Verarbeitung der Anzeigesignale zu einem Operationsanforderungssignal besitzen, besteht die Erfindung darin, daß eine Signalkombinierschaltung mit einer Anzahl Signaleingangsschaltungen, von denen jede den Belastungsfaktor des zugeordneten Ein-/Ausgabegerätes darstellt und einem Ausgang, an dem ein Signal anliegt, das dem Gesamtbelastungsfaktor der arbeitenden Ein-/Ausgabegeräte des Systems entspricht, vorgesehen ist, daß ferner mit der Schaltung zur Erzeugung des Operationsanforderungssignals eine Schaltung verbunden ist, die bei Vorliegen dieses Signals, ein Eingangssignal an die zugeordnete Eingangsschaltung liefert, daß weiter eine Vergleichsschaltung an die Signalkombinierschaltung angeschlossen ist, an deren anderem Eingang ein Bezugssignal anliegt, das der maximalen Belastungskapazität des Systems- entspricht und daß schließlich an die Vergleichsschaltung Kommandosignalschaltungen angeschlossen sind, die in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Vergleichsschaltung und vom Operationsanforderungssignal belastungsabhängige Steuersignale für die Einschaltung oder Nichteinschaltung der Ein-/Ausgabegeräte erzeugen.

Weitere Merkmale, vorteilhafte Ausgestaltungen und Heiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch die Erfindung werden eine Reihe von Vorteilen erzielt, die die Zusammenarbeit der zentralen Verarbeitungseinheit mit den Ein-/Ausgabegeräten eines Systems wesentlich verbessern. Die Verbesserungen betreffen im wesentlichen eine Erleichterung der Programmierung, da auf die Belastungsprobleme wegen der Verwendung

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einer konkreten Schutzschaltung von selten des Programms keine Rücksicht genommen werden muß. Der Wirkungsgrad des Systeme wird verbessert, da einerseits Verarbeitungszeit gespart wird, die sonst für die Ausführung des Überlastungsschutz-Programmteiles benötigt wurde und sich andererseits daraus ergibt, daß alle Ein-/ Ausgabegeräte im überlappungsbetrieb eingesetzt werden können.

Zudem ist auch der Aufbau der verwendeten Schaltung aus einfachen logischen Schaltungen sehr einfach und mit geringen Kosten zu verwirklichen, wobei auch die Anforderungen an die Wartung äußerst gering sind.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Figur, die ein Datenverarbeitungssystem zeigt, in dem die Schutzschaltung gegen Datenverlust verwendet wird, näher erläutert.

Die Schutzeinrichtung gegen Datenverlust gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einem sehr weitgehenden Umfang verwendet werden, da ihr Einbau in fast allen Typen von elektronischen Datenverarbeitungsanlagen möglich ist. So ist beispielsweise in der U.S. Patentschrift 3 400 371 eine elektronische Datenverarbeitungsanlage 'beschrieben, in der die Erfindung verwendet werden kann. In der beiliegenden Figur sind die für die Erläuterung der Erfindung wichtigsten Baueinheiten eines solchen Datenverarbeitungssystems der Einfa-»chheit halber in Blockform dargestellt. Wie die Figur zeigt, ist die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) IO mit einem Ein-/Ausgangskanal (E~/A-Kanal) 12 verbunden, der zu einer Anzahl von Ein-/Ausgabegeräten (E-/A-Geräten) und zu ihren zugehörigen Steuereinheiten führt. Ein solches Ein-/Ausgabegerät mit seiner zugehörigen Steuereinheit ist in der Figur als Block 14 darge stellt. Diese Ein-/Ausgabegeräte können Kartenleser, Kartenstanzer, Drucker, Bandspeichergeräte und dgl. sein, die unterschiedliche Belastungsfaktoren besitzen und unterschiedliche Informationsaustauschkapazitäten erfordern, die notwendig sind, um das Ein-/

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Ausgabegerät zu bedienen. Diese Geräte empfangen Steuersignale vom Ein-/Ausgabekanal und übertragen selbst Daten auf diesen Kanal, wobei sie unterschiedliche Schaltungen benutzen, die allgemein ' schematisch durch doppelte Pfeile angegeben sind, die unter 15 in der Verbindung zwischen dem Ein-/Ausgabekanal und dem Ein-/ Auegabegerät dargestellt sind. Zur Vereinfachung ist in der Figur < nur ein Ein-/Ausgabegerät dargestellt, es sei jedoch erwähnt, : daß alle an das Datenverarbeitungssystem angeschlossenen Ein-/ ' Ausgabegeräte ähnliche logische Schaltungen für den Schutz gegen Datenverlust besitzen, wie sie in der Figur gezeigt sind. Diese. Schaltungen sind alle an den Summenverstärker 20, den sie steuern und den Spannungsdiskriminator 30 angeschlossen, die als Zusatz zur zentralen VerarbeitungseMieit CPU vorgesehen sind. Dieser Zusatz ist über einen getrennten Ein-/Auegabekanal 35 mit jedem Ein-/Ausgabegerät verbunden. Die Komponenten, die zum Aufbau des logischen Netzwerkes verwendet werden, sind Standardschaltungen, wie beispielsweise UND-, ODER- und Verriegelungsschaltungen und Spannungsdiskriminatoren. Auch der Summenverstärker 20 ist eine konventionelle Einheit mit mehreren Signaleingängen. Schaltungsanordnungen für diese Einheiten sind beispielsweis§/&Ts\ -Patentschrift 3 337 766 beschrieben. Die zentrale Verarbeitungseinheit CPU, der Ein-/Ausgabekanal und verschiedene Arten von Ein-/Ausgabegeräten sind sowohl schematisch, als auch in ihrer Schaltkreisdarstellung in der bereits erwähnten U.S.-Patentschrift 3 400 beschrieben.

Das logische Netzwerk der Schutzschaltung gegen Datenverlust, daß in jedem der Ein-/Ausgabegeräte enthalten ist, besitzt eine ODER-Schaltung 40 mit den beiden Eingangsleitungen 41 und 42 und der Ausgangsleitung 43. Wie die Figur zeigt, empfängt die Eingangsleitung 41 Steuersignale von der Steuerschaltung 14 des Ein-/ Ausgabegerätea. Dieses Signal ist eine PrüfInstruktion für die Eingangsschaltung des Ein-/Ausgabegrätes. Die Eingangsleitung empfängt eine Startinstruktion für das Ein-/Ausgabegerät. Das Ausgangesignal auf der Leitung 43 zeigt nun an, daß ein Eingangs-

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signal von einer der Eingangeleitungen 41 oder 42 empfangen wurde. Zusätzlich zu den zu der ODER-Schaltung 40 übertragenen Befehle, empfängt auch eine Verriegelungsschaltung (VS) 45, die eine erste Eingangeleitung 47 besitzt, ein Signal von der Steuereinheit dee betreffenden Ein-/Ausgabegerätes, wodurch angezeigt wird, daß das betreffende Ein-/Ausgabegerät von dem in dem Datenverarbeitungseystern laufenden Programm ausgewählt wurde. Die zweite Eingangsleitung 49 liefert ein Rückstellsignal, das von der Steuereinheit des Ein-/Ausgabegerätes empfangen und zu der Verriegelungsschaltung 45 übertragen wird, wenn der für dieses Ein-/Ausgabegerät bestimmte Befehl von diesem vollständig bearbeitet wurde. Die Ausgangsleitung 50 dieser Verriegelungsschaltung stellt eine Eingangssignalquelle für die UND-Schaltung 55 dar, dessen anderes Eingangssignal von der ODER-Schaltung 40 empfangen wird. Daher wird, wenn das betreffende Ein-/Ausgabegerät ausgewählt wurde die Verriegelungsschaltung 45 eingestellt, damit sie ein Eingangssignal an die UND-Schaltung 55 liefern kann. Das zu der ODER-Schaltung 40 übertragene Prüf- oder Startsignal des Ein-/Ausgabegerätes 14 wird über die Leitung 43 zu dem zweiten Eingang der UND-Schaltung 55 übertragen. Beim Vorliegen beider Eingangssignale wird am Ausgang 60 der UND-Schaltung 55 ein Ausgangssignal erzeugt. Dieser Ausgang liegt an einem Verbindungspunkt 62, von dem auch eine Leitung 63 zu einer ODER-Schaltung 65 führt. Wenn die UND-Schaltung geöffnet ist, wodurch angezeigt wird, daß das betreffende Ein-/Ausgabegerät von dem Programm für die Operation ausgewählt wurde und auch ein Befehlesignal^ entweder ein Start- oder ein Prüfsignal, dann^eicheint an ihrem Ausgang ein Signal. Die ODER-Schaltung 65, die dieses Ausgangssignal an einem ihrer Ein-/ gänge empfängt, erzeugt ebenfalls ein Ausgangsβignal an ihrem Ausgang 67, das auf den Kanal 35 übertragen wird. Ober diesen Kanal werden die entsprechenden Ausgangssignale aller Ein-/Ausgabegeräte zurück zur zentralen Verarbeitungseinheit CPU und dem Summenverstärker 20 übertragen. Der Ausgang 67 ist nun über den Kanal 35 mit einem der Belastungsfaktor-Widerstände, die ganz allgemein bei 70 dargestellt sind, verbunden. Diese Belastungs-

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faktor-Widerstände sind jeweils über eine Eingangsklemme 72 mit dem Summenverstärker 20 verbunden, dessen Ausgang 75 zu dem Eingang eines Spannungsdiskriminators (V DlS) 30 führt. Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 65 ist eine konstante Spannung, so daß durch jede Eingangsklemme 72 ein konstanter Strom in den Summen-Verstärker 20 fließt, der dem Belastungsfaktor des zugeordneten Ein-/Ausgabegerätes proportional ist. Der Belastungsfaktor, mit dem das betreffende Ein-/Ausgabegerät am Verkehr des Datenverarbeitungssystems teilnimmt, wird also durch diese Eingangsschaltung und einen Belastungswiderstand bestimmt. An jedem der Eingänge des Summenverstärkers 20 erscheint für jedes sich in Betrieb befindliche Ein-/Ausgabegerät ein Eingangsspannungssignal. Für jedes Ein-/Ausgabegerät des Datenverarbeitungssystems, das zu dieser Zeit nicht arbeitet, befindet sich auch die ODER-Schaltung 65 des logischen Netzwerkes für dieses Ein-/Ausgabegerät in Ruhe, so daß kein Spannungssignal von diesem Gerät zu dem Eingang des Summenverstärkers übertragen wird. Die Summe aller Eingangsströme erzeugt am Ausgang 75 dieses Summenverstärkers eine Spannung, die dem gesamten Belastungsfaktor des Datenverarbeitungssystems für alle zu einer bestimmten Zeit tätigen Ein-/ Ausgabegeräte proportional ist. Der Spannungsdiskriminator 30 arbeitet mit eier festen Bezugsspannung (V REF) an der Leitung zusammen, die eine Hohe besitzt, die der Gesamtbelastbarkeit, d.h. der Gesamtkapazität der Datenübertragung des Datenverarbeitungssystems entspricht. Die Bezugsspannung stellt den 100 %-Belasfcungsfaktor des betreffenden Datenverarbeitungssysteins dar, dem die Schutzschaltung gegen Datenverlust zugeordnet ist. Der Spannungsdiskriminator erzeugi an seinem Ausgang ein Signal; aas sinen von zv/ei Pegeln oder eine von zwei entgegengesetzten Polaritäten besitzt, wobei der e*tsprechende Pegel oder die entsprechende Polarität davon abhält, ob die Summe des Gesamtbelast'angsfaktors größer oder kleiner als die Bezugsspannung oder der maximale Belastungsfaktor des Datenverarbeitungssysteins ist. Das Äusgangssignal wird auf der leitung 90 durch die zentrale Verarbeitungseinheit CPU hindurch zu dem Ein-/Ausgabekanal 12 übertragen» Dort

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angeschlossen 1st die Leitung 92, die zu dem Eingang eines UND-Schaltungspaares 95 und 100 führt. Während das Signal auf dieser Leitung 92 direkt zu einem der beiden Eingänge der UND-Schaltung 100 übertragen wird, empfängt einer der beiden Eingänge der UND-Schaltung 95 dieses Signal über einen vorgeschalteten Inverter (I) 94, der die Phase des angelegten Signales um 180° dreht. Die jeweils zweiten Eingänge der genannten UND-Schaltungen 95 und sind durch die Leitungen 96 und 101 jeweils mit dem Bezugs- oder Anschlußpunkt 62 verbunden, der zu dem Ausgang 60 der UND-Schaltung 55 führt. Es hängt daher von dem Ausgangssignal des Vergleichers oder Spannungsdiskriminators 30 ab, ob die eine oder die andere der UND-Schaltungen 95 und 100 von dem Vergleichsignal des !Comparators geöffnet gehalten wird, um so anzuzeigen, ob der Befehl von der zentralen Verarbeitungseinheit CPU zu dem entsprechenden Ein-/Ausgabegerät, der soeben seinen Beitrag zu dem Summenverstärker 20 geliefert hat, angenommen oder verweigert wird. Die entsprechenden Ausgänge dieser UND-Schaltungen 98 und 102 werden über den Ein-/Ausgabekanal als "Instruktion verweigert"- oder "Instruktion angenommen"-Signale zu der zentralen Verarbeitungseinheit zurückübertragen, um zu bestimmen, ob das Programm weiterlaufen kann oder auf dieser Instruktion stehenbleiben soll, bis das ausgewählte Ein-/Ausgabegerät an das System zur Durchführung seiner Funktion angeschlossen werden kann oder in Betrieb gehalten werden kann. Wie in der Figur angedeutet ist, ist das Ausgangssignal 98 am Ausgang der UND-Schaltung 95 das Signal "Instruktion verweigert", während das Ausgangssignal der UND-Schaltung 100 am Ausgang 102 das Signal "Instruktion angenommen" ist. Das letztere Signal wird auch dem Eingang einer UND-Schaltung' 109 zugeführt, deren anderes Eingangssignal über die Leitung 42 herangeführt wird. Der Ausgang dieser UND-Schaltung 109 dient zur Einstellung einer Verriegelungsschaltung (LAUF VS) 110, deren Ausgangssignal am Ausgang 112 über die Leitung 114 zurück zu der Steuereinheit 14 des Ein-/Ausgabegerätes übertragen wird. Dadurch wird die Operation dieses Ein-/Ausgabegerätes eingeleitet. Das gleiche Ausgangssignal wird auch über die Leitung 115 zu der ODER-

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Schaltung 65 übertragen, so daß hierdurch diese ODER-Schaltung kontinuierlich operativ gehalten wird und ein Ausgangssignal erzeugt, das die Eingangsspannung am Summenverstärker aufrechterhält, wodurch angegeben wird, daß dieses Ein-/Ausgabegerät in Tätigkeit ist. Somit belastet es die Kapazität der Datenverarbeitungseinheit mit seinem Belastungsanteil. Der Rückstelleingang der Verriegelungsschaltung 110 ist über die Leitung 118 an die Steuereinheit des Ein-/Ausgabegerätes angeschlossen, von wo es ein Signal empfängt, das angibt, daß der Betrieb dieses Ein-/Ausgabegerätes beendet ist. Dieses Signal stellt die Verriegelungsschaltung wieder in die Anfangslage zurück und trennt das Eingangssignal von der ODER-Schaltung 65 ab, so daß die Belastungsfaktorspannung am Summenverstärker mit dem Operationsende des Ein-/Ausgabegerätes ebenfalls abgeschaltet wird.

Während zwar zuvor der Vergleicher so dargestellt wurde, daß er sein Eingangssignal vom Summenverstärker 20 empfängt, ist es auch möglich, daß ein Binärzähler für diesen Zweck verwendet wird, um die laufende Ein-/Ausgabebelastung aller Ein-/Ausgabegeräte, die gleichzeitig arbeiten, zu überwachen. Es ist auch verständlich, daß andere geeignete Anordnungen für diesen Zweck verwendet werden können.

Im Betrieb bewirkt eine Instruktion, wie beispielsweise die Instruktion SIO, die während einer Programmverarbeitung von der Zentraleinheit ausgegeben wird, daß ein bestimmtes Ein-/Ausgabegerät von den Signalen ausgewählt wird, die über den Ein-/Ausgabekanal 12 übertragen werden. Die "Gerät ausgewählt"-Verriegelungsschaltung 45 wird eingeschaltet, so daß sie auf der Leitung 50 ein Ausgangssignal erzeugt. Dieses Ausgangssignal bildet ein Eingangssignal der UND-Schaltung 55, deren anderes Eingangssignal, auf Leitung 43 der ODER-Schaltung 40 herangeführt wird. Dieses letztgenannte Signal hat seinen Ursprung in der S10-Instruktionskennzeichen-Leitung 42, wenn eine PrüfInstruktion als Eingangssignal vorliegt. Das Ausgangssignäl der UND-Schaltung 55 wird

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über deren Ausgang 60, den Knotenpunkt 62 und die Leitung 63 zu der ODER-Schaltung 65 übertragen. Dadurch wird auch einer der Belastungsfaktorwiderstände 71 am Eingang 72 des Summenverstärkers 20 für das betreffende Ein-/Ausgabegerät beaufschlagt. Die Folge davon ist, daß eine Prüfung durchgeführt wird, um festzustellen, ob die Ausführung dieser Operation durch das betreffende Ein-/ Ausgabegerät eine Überlastungssituation herbeiführen würde. Der Belastungsfaktor für jedes Gerät ist in dsm Belastungsfaktor-Widerstandsnetzwerk 70 in der zentralen Verarbeitungseinheit enthalten. Er bewirkt, daß ein dem Belastungsfaktor proportionaler Strom durch den Operations- oder Summenverstärker 20 fließt. Das Ausgangssignal dieses Verstärkers wird von einem Spannungsdiskriminator 30 mit einer Bezugsspannung 80 verglichen, die den 100 %-Belastungsfaktor für die betreffende Datenverarbeitungsanlage darstellt. Wenn die Summe der Belastungsfaktoren für die Ein-/ Ausgabegeräte, die zu einem bestimmten Zeitpunkt in Betrieb sind, vermehrt um den Belastungsfaktor für das geradeaus gewählte Gerät die Bezugsspannung überteigt, dann schaltet das Ausgangssignal des Spannungsdiskriminators auf einen Spannungspegel um, der die Uberlastungssituation darstellt. Dieses Signal wird über den Ein-/ Ausgabekanal 12 zurückübertragen und an die UND-Schaltungen 95 und 100 angelegt. Die Polarität des Uberlastungssignals ist so, daß wenn es von dem Inverter 94 invertiert wird, ein UND- oder Eingangssignal für die UND-Schaltung 95 darstellt, wodurch diese nun eingeschaltet wird und ein "Instruktion verweigert"-Signal auf der Ausgangsleitung 98 erzeugt, das nun über den Steuerkanal 12 zu der zentralen Verarbeitungseinheit 10 zurückübertragen wird. Dieser Typ des Ausgangssignales im Ein-/Ausgabekanal stellt eine Code-lr Bedingung dar, über die näheres in der US-Patentschrift 3 400 371 ausgeführt ist. Wenn aber der Belastungsfaktor am Summenverstärker 20 die Bezugsspannung oder mit anderen Worten den 100 %-Belastungsfaktor des Datenverarbeitungssystems nicht überschreitet, dann schaltet das "Instruktion angenommen"-Signal die UND-Schaltung durch. Das invertierte Signal, das zu der UND-Schaltung 95 übertragen wird, hält diese zuletzt genannte Schaltung im inoperativen

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Zustand. Daher erscheint das Ausgangssignal, das die Situation "Instruktion angenommen" charakterisiert, an dem Ausgang 102, von wo es über den Ein-/Ausgabekanal 12 zurück zu der zentralen Verarbeitungseinheit IO übertragen wird. Gleichzeitig schaltet dieses Signal die UND-Schaltung 109 durch, so daß die Verriegeln ngsschaltung 110 eingeschaltet wird. Das Ausgangssignal dieser. V riegelungsschaltung stellt das Ausführungssignal dar, welches zu der Steuereinheit im Ein-/Ausgabegerät über die Leitung 114 übertragen wird. Das Ausgangssignal dieser Verriegelungsschaltung hält ferner auch über das Ausgangssignal auf der Leitung 115 die ODER-Schaltung 65 eingeschaltet, um das Belastungsfaktorsignal am Summenverstärker aufrechtzuerhalten, wodurch der Belastungsanteil dieses Ein-/Ausgabegerätes zu der Gesamtbelastung des Ein-/ Ausgabekanals hinzuaddiert wird. Somit bewirkt die Lauf-Verriegelungsschaltung 110, daß der Belastungsfaktor des betreffenden Gerätes zu dem Summenverstärker übertragen wird, bis die Operation dieses Gerätes beendet ist. Die Signale "Instruktion verweigert" und "Instruktion angenommen" auf den Leitungen 98 und 102, die zurück zu der zentralen Verarbeitungseinheit über den Ein-/Ausgabekanal verlaufen, werden von der zentralen Verarbeitungseinheit zu bestimmten Zeiten abgetastet, um zu bestimmen, ob das System zu der nächsten Folgeinstruktion übergehen kann. Der Abtasttakt für das logische System ist für diese beiden Signale in der zentralen Verarbeitungseinheit CBU untergebracht. Er muß so beschaffen sein, daß er die Ausbreitung der Prüfung über das logische Netzwerk, den Summenverstärker und über den Adapter wieder zurück zur zentralen Verarbeitungseinheit gestattet« Das Signal "Instruktion angenommen" stellt einen Bedingungscode 0 dar, wie in der US-Patentschrift 3 400 371 (vgl. Spalte 104, Zeile 66 ff) ausgeführt wurde.

Die überlastungsschutzschaltung, gemäß der Erfindung für Datenverarbeitungsanlagen enthält neue Komponenten, die jedem der Ein-/ Ausgabegeräte beigegeben sind, wie beispielsweise die UND-Schaltungen 55, 95 und 100, die ODER-Schaltungen 40 und 65, die Ver-

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riegelungsschaltungen 45 und 110 und den Inverter 94. Darüber hinaus sind neue Steuerleitungen oder Kanalleitungen 35 und 92 für jedes Ein-/Ausgabegerät vorgesehen. In der zentralen Verarbeitungseinheit ist der Summenverstärker mit den Belastungsfaktorwiderständen 70 und der Spannungsdiskriminatorschaltung 30 hinzugekommen, die ein Ausgangssignal über den zusätzlichen Kanal 92 zu allen Ein-/Ausgabegeräten übertragen.

Das gleiche Konzept des Überlastungsschutzes kann auch für Unterbrechung-Belastungsfaktoren oder Zyklusentnahme-Belastungsfaktoren bei Datenverarbeitungsanlagen verwendet werden, von denen eine, wie bereits erwähnt wurde, in der US-Patentschrift 3 400 371 erläutert wurde. Der zentralen Verarbeitungseinheit könnte auch,um die Verarbeitungskapazität bezüglich der den Ein-/Ausgabegeräten zugeteilten Zykluszeit variabel zu gestalten, eine Belastungsfaktor-Widerstandseinspeisung in den Summenverstärker benutzen oder es könnten eine Anzahl von Bezugsspannungen vorgesehen werden, die gemeinsam mit einer Steuerung arbeiten, die jeweils die gewünschte Bezugsspannung auswählt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

ίΤ überlastungsschutzschaltung für ein elektronisches Datenverarbeitungssystem mit einer Anzahl Ein-/Ausgabegeräten, deren Steuereinheiten an die zentrale Steuereinheit angeschlossen sind und jeweils Schaltungen zur Anzeige der Auswahl und Arbeitsbefehle und Schaltungen zur Bearbeitung der Anzeigesignale zu einem Operationsanforderungssignal besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Signalkombinierschaltung (20) mit einer Anzahl Signaleingangsschaltungen (70), von denen jede den Belastungsfaktor des zugeordneten Ein-/Ausgabegerätes darstellt und einem Ausgang (75), an dem ein Signal anliegt, das dem Gesamtbelastungsfaktor der arbeitenden Ein-/Ausgabegeräte des Systems entspricht, vorgesehen ist, daß ferner mit der Schaltung (55) zur Erzeugung des Operationsanforderungssignales eine Schaltung (65) verbunden ist, die bei Vorliegen dieses Signales ein Eingangssignal an die zugeordnete Eingangsschaltung (71) liefert, daß weiter eine Vergleichsschaltung (30) an die Signalkombinierschaltung (20) angeschlossen ist, an deren anderem Eingang ein Bezugssignal (V REF) anliegt, das der maximalen Belastungskapazität des Systems entspricht und das schließlich an die Vergleichsschaltung Kommandosignalschaltungen (95, 100) angeschlossen sind, die in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Vergleichsschaltung und vom Operationsanforderungssignal belastungsabhängige Steuersignale für die Einschaltung oder Nichteinschaltung der Ein-/Ausgabegeräte erzeugen.

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2. Uberlastungsschutzschaltung nach Anspruch l_f dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur Anzeige der Auswahl aus einer Verriegelungsschaltung (45) besteht, die über ihren einen Eingang (47) durch ein Auswahlsignal der Steuerschaltung (14) einschaltbar ist und an ihrem Ausgang (50) ein Signal erzeugt und daß sie durch ein Operationsendesignal der Steuereinrichtung am anderen Eingang (49) wieder ausschaltbar ist.

3. überlastungsschutzschaltung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur Erzeugung des Operationsanforderungssignals aus einer UND-Schaltung (55) besteht, die an ihrem Ausgang (60) das Operationsanforderungssignal liefert, wenn an ihrem einen Eingang ein Arbeitsbefehlssignal und an ihrem anderen Eingang das Auswahlsignal der Verriegelungsschaltung (45) anliegt.

4. überlastungsschutzschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur Erzeugung des Arbeitsbefehlssignals aus einer ODER-Schaltung (40) besteht, an deren einem Eingang ein Prüfsignal für die Operation des zugehörigen Ein-/Ausgabegerätes (14) und an deren anderem Eingang das Startsignal der Steuereinheit (14) zuführbar ist.

5. überlastungsschutzschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalkombinierschaltung (20) aus einem Summenverstärker besteht.

6. überlastungsschutzschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge (42) des Summenverstärkers (20) aus

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Widerständen (71) bestehen, die einen Wert besitzen, um ein Stromsignal über eine starre Energiequelle (65) liefern, das der Belastungskapazität des jeweiligen Ein-/Ausgabegerätes (14) proportional ist und wobei die feste Energiequelle eine ODER-Schaltung (65) darstellt, die mehrere Eingänge und einen Signalausgang besitzt, an dem ein festes Spannungssignal anliegt, wenn die ODER-Schaltung eingeschaltet ist.

7. Überlastungsschutzschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Signaleingangsschaltungen (71) der Signalkombinierschaltung (20) getrennte Stromerzeugungsvorrichtungen sind, die von dem Operationsanforderungssignal des jeweiligen Ein-/Ausgabegerätes eingeschaltet werden, wobei jede Stromerzeugungsvorrichtung einen Strom liefert, der der vorgegebenen Belastungskapazität des angeschlossenen und arbeitenden Ein-/Ausgabegerätes entspricht.

8. Überlastungsschutzschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (30) als Spannungsdiskriminator ausgebildet ist, der die von der Belastung der an das System angeschlossenen arbeitenden Ein-/AusgatSegeräte abhängige Spannung mit einer Bezugsspannung (V REF), die der maximalen Belastbarkeit des Systems entspricht, vergleicht und ein Ausgangssignal erzeugt, das der relativen Größe der Belastung des Systems durch alle arbeitenden Ein-/Ausgabegeräte, bezogen auf die maximal zulässige Belastungskapazität des Systems zu einer bestimmten Zeitperiode entspricht.

9. überlastungsschutzschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommandosignalschaltungen (95, 100) als ein Paar

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von UND-Schaltungen ausgebildet sind, denen das Operationsanforderungssignal des betreffenden Ein-/ Ausgabegerätes und das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung (30) zugeführt wird, wobei die Ausgangssignale der Konunandosignalschaltungen zu der zentralen Verarbeitungseinheit (10) übertragen werden und die Einschaltung oder Nichteinschaltung des betreffenden Ein-/Ausgabegerätes steuern.

U. überlastungsschutzschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Kommandosignalschaltung (100), die das Signal "Instruktion angenommen" erzeugt eine Verriegelungsschaltung (110) eingeschaltet wird, wenn eine Instruktion für das betreffende Ein-/Ausgabegerät vorliegt, wobei das Ausgangssignal der genannten Verriegelungsschaltung den Stromsignalerzeuger (65) betätigt und wobei ferner diese Verriegelungsschaltung über ein Signal der Steuereinheit (14) nach Beendigung einer Operation rückstellbir ist,

11. überlastungsschutzschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Summenverstärker als Signalkombinierschaltung (20) als Analogverstärker und die Vergleichsschaltung (30) als Spannungsdiskriminator ausgebildet ist, dessen Ausgangssignal durch nur zwei Signalpegel darstellbar ist.

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