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Schaltungsanordnung zur Durchführung des Speicherschutzes in Verbindung
mit Kanalsteuereinheiten Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Durchführung
des Speicherschutzes in-Verbindung mit Kanalsteuereinheiten einer digitalen Rechenanlage,
die selbständig längere Datenfolgen in aufeinanderfolgende Hauptspeicherplätze einschreiben
und dabei im Selektor oder Multiplexbetrieb arbeiten, deren Hauptspeicher in mehrere
Speicherblöcke unterteilt ist.
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Es ist bekannt, dan Hauptspeicher einer Rechenanlage zu Schutzzwecken
in gleichgroße Blöcke zu unterteilen.
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Jedem Block ist ein Speicherschlüsselregister zugeordnet, Die,Größe
dieser Register ergibt sich, aus der Anzahl der Programme, die unabhängig voneinander
arbeiten sellen und deshalb geschützt werden.
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Die Speicherschlüsselregister der Blöcke, die die einzuschreibenden
Daten aufnehmen, werden vor der Dateneingabe mit einem Speicherschlüssel geladen,
der außerdem dem Kanalprogramm, das die Kanalsteuereinheit abarbeitet, als Schutzschlüssel
zugeordnet wird.
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Bei einem Speicherzugriff wird der Schutzschlüssel des Programms mit
dem Speicherschlüssel des Blockes,
in den eingeschrieben werden
soll, verglichen, indem das entsprechende Speicherschlüsselregister in Abhängigkeit
von der zur Eingabe gehörenden Datenadresse aufgerufen wird. Gleichzeitig beginnt
der Hauptspeicherzyklus.
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Falls Speicher- und Schutzschlüssel nicht übereinstimmen'und kein
Schlüssel Null ist, wird ein Schutz schlüsselfehler gemeldet, und der Speicherzyklus
wird so beendet, daß auf dem andressierten Speicherplatz nichts verändert wird,
um zu anderen Programmen gehörende Informationen nicht zu' zerstören (briti,sches
Patent Nr. 1 056 951).
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Dadurch, daß Jeder Speicherzyklus mit dem Lesen des Speicherschlüssels
verbunden ist, müssen für die Speicherschlüsselregister schnelle Speicherelemente
verwendet werden, da sonst ein zu großer Zeitverlust entsteht. Solche Speicherelemente
sind teuer, da meist Flip-Flops eingesetzt werden müssen.
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Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen (WP 42m/127 626 der Kanalsteuerinheit
ein Kanalschlüsselregister zuzuordnen, in das zu Beginn einer Datenübertragung der
Speicherschlüssel eingetragen wird, so daß der Vergleich zwischen Speicherschlüssel
und Schutzschlüssel vor jedem Speicherzyklus in der Kanalsteuereinheit durchgeführt
werden kann. Somit werden eine ganze Reihe von Zugriffen zu den Speicherschlüsselregistern
eingespart, jedoch meß immer noch vor jedem Speicherzyklus der Vergleich zwischen
- Speicher schlüssel
und Schutzschlüssel durchgeführt werden.
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Der Zweck der Erfindung besteht in der Einsparung von Speichermitteln
für die Speicherschlüsselregister und einer Vereinfachung der Schaltungsanordnung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
zu schaffen, durch die die Zahl der Zugriffe zu den Speicherschlüsselregistern wesentlich
eingeschränkt wird, so daß zur Speicherung der Speicherschlüssel kein besonderer
Schnellspeicher verwendet werden muß und die Speicherung der Speicherschlüssel vorzugsweise
im Hauptspeicher der Rechenanlage vorgenommen werden kann.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Erkennungsschaltung
mit einem Flip-Flop, das Vor Beginn einer Datenübertragung zum Hauptspeicher eingeschaltet
wird, und einem Erkennungenetzwerk, das mit den niedrigen Bitstellen des Datenadreßregisters
verbunden ist, und beim Überschreiten einer Blockgrenze im Hauptspeicher das genannte
Flip-Flop einschaltet, durch Steuermittel, die mit dem genannten Flip-Flop und dem
Schutzschlüsselregister verbunden sind und das Lesen des im Speicherschlüsselspeicher
gespeicherten Speicherschlüssels bewirken und ein weiteres Flip-Flop zur Speicherung
des Vergleichs
zwischen Schutzschlüssel und Speicherschlüssel.
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Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird erreicht, daß
nur bei Beginn einer Datenübertragung zwischen.Hanalsteuereinbeit und Hauptspeicher
oder beim Überschreiten einer Blockgrenze das Lesen des Speicherschlüssels erforderlich
ist.
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Ferner kommt man mit einem einfachen Erkennungsnetzwerk für das Überschreiten
einer Blockgrenze aus, so daß die Schaltung im ganzen vereinfacht wird.
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Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel und der
in der Zeichnung dargestellten Blockschaltung erläutert.
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Die Kanalsteuereinheit, in der die Erfindung angewendet wird, ist
in der Lage, selbständig ein Kanalprogramm abzuarbeiten, dessen Befehle als Kanalkommandoworte
bezeichnet werden.
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Jedes Eanalkommandowort, das eine Datenübertragung veranlaßt, enthält
eine Hauptspeicheradresse, die die Anfangsadresse der zu transportierenden Daten
ist, Das Kanalprogramm steht im Hauptspeicher.
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Seine Anfangsadresse befindet sich im Kanaladreßwort, das sich die
Kanalsteuerinheit bei Arbeitsbeginn von einem festen Hauptspeicherplatz holt.
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Das Kanaladreßwort enthält außerdem einen Schutzschlüssel, der fur
das gesamte Kanalprogramm gültig ist. Der Schutzschlüssel ist in dem Schutzschlüsselregister
1 gespeichert. Ferner ist der Speicherschlüsselspeicher 3 vorhanden, der die den
einzelnen Blöcken des H;aupt speichers 'zueeordneten Speicherschlüsselregister enthält.
Die Adressierung des Speicherschlüsselspeichers 3 erfolgt durch die oberen Bitstellen
(Blockadresse) der im Datenadreßregister 4 gespeicherten Datenadresse, die dem Kanalkommandowort
entnommen wird. Die Ausgänge des Schutzschlüsselregisters und des Speicherschlüsselspeichers
sind an einen Vergleicher 5 geführt, dessen Ausgang ein Flip-Flop 6 steuert. Die
Schaltungsanordnung verfügt ferner über eine Erkennungsschaltung 2, die ein Flip-Flop
8 und ein Erkennungsnetzwerk 7 enthält. Das Erknnungsnetzwerk 7 ist mit den niedrigen
Bitstellen des Datenadreßregisters verbunden.
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Die Erkennungsschaltung steuert über Steuermittel 9 das Lesen des
Speicherschlüsselspeichers 3.
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Das Flip-Flop 8 wird vor Beginn einer Datenübertragung zum Hauptspeicher
eingeschaltet und steuert das Lesen des Speicherschlüssels aus dem Speicherschlüsselspeicher
3. Der Speicherschlüssel und der Schutzschlüssel werden v erglichen und das Vergleichsergebnis
im Flip-Flop 6 gespeichert.
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Nach jeder DatenübertragUng erhöht oder erniedr'igt sich die Datenadresse
im Datenadreßregister.
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Das Erkennungsnetzwerk 7 erkennt dabei, ob eine Blockgrenze überschritten
wird. Dies fuhrt ebenfalls zum Einschalten des Flip-Flops 8, das unter der Voraussetzung,
daß der im Schutzschlüsselregister 1 gespeicherte Schutz schlüssel ungleich Null
ist, unmittelbar das Lesen eines neuen Speicherschlüssels aus dem Speicherschlüsselspeicher
3,-zu dessen Adressierung die-oberen Bitstellen der im Datenadreßregister 4 stehenden
Adresse dienen, veranlaßt.
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Der am Ausgang des Speicherschlüsselspeichers 3 erscheinende Speicherschlüssel
wird im Vergleicher 5 wieder mit dem Schutz schlüssel verglichen. Sagt das Flip-Flop
6 aus, daß Speicherschlüssel und Schutzschlüssel ungleich sind, wird das Einschreiben
der Daten auf die Hauptspeicherplfitze verhindert, ein Schutzschlüsselfehler registriert
und die Datenubertragung abgebrochen. Kanalprogramme mit dem Schutzschlüssel Null
haben zu allen Hautpspeicherplätzen Zugang. Dies wird realisiert, indem die Schutzschlüsselsteuerung
unterdruckt und das das Ver gleichsergebnis speichernde Flip-Flop 6 nicht ausgewertet
wird. Die Schaltungsanordnung 1st auch dann anwendbar, wenn Daten aus dem Hauptspeicher
ausgegeben werden.